]> git.donarmstrong.com Git - lilypond.git/blobdiff - lily/stem.cc
(brew_molecule): cleaned up Cluster code and
[lilypond.git] / lily / stem.cc
index 15e9fa7ecc417484ee5f436b0da144eecaa5b879..7a63f20b7c5eeb0e5d6a8f023f11ca07faadc34e 100644 (file)
 
   source file of the GNU LilyPond music typesetter
 
-  (c) 1996, 1997--1999 Han-Wen Nienhuys <hanwen@cs.uu.nl>
+  (c) 1996--2003 Han-Wen Nienhuys <hanwen@cs.uu.nl>
+    Jan Nieuwenhuizen <janneke@gnu.org>
 
   TODO: This is way too hairy
+
+  TODO: fix naming.
+
+  Stem-end, chord-start, etc. is all confusing naming.
 */
 
+#include <math.h>              // rint
+
+#include "lookup.hh"
+#include "directional-element-interface.hh"
+#include "note-head.hh"
 #include "stem.hh"
-#include "debug.hh"
+#include "warn.hh"
 #include "paper-def.hh"
-#include "note-head.hh"
-#include "lookup.hh"
+#include "rhythmic-head.hh"
+#include "font-interface.hh"
 #include "molecule.hh"
 #include "paper-column.hh"
 #include "misc.hh"
 #include "beam.hh"
 #include "rest.hh"
+#include "group-interface.hh"
+#include "staff-symbol-referencer.hh"
+#include "spanner.hh"
+#include "side-position-interface.hh"
+#include "dot-column.hh"
 
 void
-Stem::set_direction (Direction d)
+Stem::set_beaming (Grob*me, int beam_count,  Direction d)
 {
-  if  (!dir_)
-    warning (_ ("stem direction set already!"));
-
-  dir_ = d;
+  SCM pair = me->get_grob_property ("beaming");
+  
+  if (!gh_pair_p (pair))
+    {
+      pair = gh_cons (SCM_EOL, SCM_EOL);
+      me->set_grob_property ("beaming", pair);
+    }
 
-  /*
-    todo
-  */
+  SCM l = index_get_cell (pair, d);
+  for( int i = 0; i<  beam_count; i++)
+    {
+      l = gh_cons (gh_int2scm (i), l);
+    }
+  index_set_cell (pair, d, l);         
 }
 
-Stem::Stem ()
+
+Interval
+Stem::head_positions (Grob*me) 
 {
-  beams_i_drul_[LEFT] = beams_i_drul_[RIGHT] = -1;
-  yextent_drul_[DOWN] = yextent_drul_[UP] = 0;
-  flag_i_ = 2;
-  dir_ = CENTER;
-  beam_l_ = 0;
+  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]));
 }
 
-Interval_t<int>
-Stem::head_positions () const
+
+Real
+Stem::chord_start_y (Grob*me) 
 {
-  /* 
-    Mysterious FreeBSD fix by John Galbraith.  Somehow, the empty intervals 
-    trigger FP exceptions on FreeBSD.  Fix: do not return infinity 
+  return head_positions (me)[get_direction (me)]
+    * Staff_symbol_referencer::staff_space (me)/2.0;
+}
 
-   */
-  if (!head_l_arr_.size ())
+Real
+Stem::stem_end_position (Grob*me) 
+{
+  SCM p =me->get_grob_property ("stem-end-position");
+  Real pos;
+  if (!gh_number_p (p))
     {
-      return Interval_t<int> (100,-100);       
+      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)
+{
+  Direction d = Directional_element_interface::get (me);
 
-  Interval_t<int> r;
-  for (int i =0; i < head_l_arr_.size (); i++)
+  if (!d)
     {
-      int p = head_l_arr_[i]->position_i ();
-      r[BIGGER] = r[BIGGER] >? p;
-      r[SMALLER] = r[SMALLER] <? p;
+       d = get_default_dir (me);
+       // urg, AAARGH!
+       Directional_element_interface::set (me, d);
     }
-  return r;
+  return ;
 }
 
+
 void
-Stem::do_print () const
+Stem::set_stemend (Grob*me, Real se)
 {
-#ifndef NPRINT
-  DOUT << "flag "<< flag_i_;
-  if (beam_l_)
-    DOUT << "beamed";
-#endif
+  // todo: margins
+  Direction d= get_direction (me);
+  
+  if (d && d * head_positions (me)[get_direction (me)] >= se*d)
+    me->warning (_ ("Weird stem size; check for narrow beams"));
+
+  me->set_grob_property ("stem-end-position", gh_double2scm (se));
 }
 
-Real
-Stem::stem_length_f () const
+
+/*
+  Note head that determines hshift for upstems
+
+  WARNING: triggers direction
+*/ 
+Grob*
+Stem::support_head (Grob*me)
 {
-  return yextent_drul_[UP]-yextent_drul_[DOWN] ;
+  SCM h = me->get_grob_property ("support-head");
+  Grob * nh = unsmob_grob (h);
+  if (nh)
+    return nh;
+  else if (head_count (me) == 1)
+    {
+      /*
+       UGH.
+       */
+      
+      return unsmob_grob (ly_car (me->get_grob_property ("note-heads")));
+    }
+  else
+    return first_head (me);
 }
 
-Real
-Stem::stem_begin_f () const
+
+int
+Stem::head_count (Grob*me)
 {
-  return yextent_drul_[Direction(-dir_)];
+  return  Pointer_group_interface::count (me, "note-heads");
 }
 
-Real
-Stem::chord_start_f () const
+/*
+  The note head which forms one end of the stem.  
+
+  WARNING: triggers direction
+*/
+Grob*
+Stem::first_head (Grob*me)
 {
-  return head_positions()[dir_] * staff_line_leading_f ()/2.0;
+  Direction d = get_direction (me);
+  if (!d)
+    return 0;
+  return extremal_heads (me)[-d];
 }
 
-Real
-Stem::stem_end_f () const
+/*
+  The note head opposite to the first head.
+ */
+Grob*
+Stem::last_head (Grob*me)
 {
-  return yextent_drul_[dir_];
+  Direction d = get_direction (me);
+  if (!d)
+    return 0;
+  return extremal_heads (me)[d];
 }
 
-void
-Stem::set_stemend (Real se)
+/*
+  START is part where stem reaches `last' head. 
+ */
+Drul_array<Grob*>
+Stem::extremal_heads (Grob*me) 
 {
-  // todo: margins
-  if (dir_ && dir_ * head_positions()[dir_] >= se*dir_)
-    warning (_ ("Weird stem size; check for narrow beams"));
-
+  const int inf = 1000000;
+  Drul_array<int> extpos;
+  extpos[DOWN] = inf;
+  extpos[UP] = -inf;  
+  
+  Drul_array<Grob *> exthead;
+  exthead[LEFT] = exthead[RIGHT] =0;
   
-  yextent_drul_[dir_]  =  se;
-  yextent_drul_[Direction(-dir_)] = head_positions()[-dir_];
+  for (SCM s = me->get_grob_property ("note-heads"); gh_pair_p (s); s = ly_cdr (s))
+    {
+      Grob * n = unsmob_grob (ly_car (s));
+
+      
+      int p = int (Staff_symbol_referencer::get_position (n));
+
+      Direction d = LEFT;
+      do {
+      if (d* p > d* extpos[d])
+       {
+         exthead[d] = n;
+         extpos[d] = p;
+       }
+      } while (flip (&d) != DOWN);
+    }
+
+  return exthead;
 }
 
-int
-Stem::type_i () const
+static int
+icmp (int const &a, int const &b)
 {
-  return head_l_arr_[0]->balltype_i_;
+  return a-b;
 }
 
-void
-Stem::add_head (Rhythmic_head *n)
+Array<int>
+Stem::note_head_positions (Grob *me)
 {
-  n->stem_l_ = this;
-  n->add_dependency (this);    // ?
-  if (Note_head *nh = dynamic_cast<Note_head *> (n))
-    {
-      head_l_arr_.push (nh);
-    }
-  else if (Rest *r = dynamic_cast<Rest *> (n))
+  Array<int> ps ;
+  for (SCM s = me->get_grob_property ("note-heads"); gh_pair_p (s); s = ly_cdr (s))
     {
-      rest_l_arr_.push (r);
+      Grob * n = unsmob_grob (ly_car (s));
+      int p = int (Staff_symbol_referencer::get_position (n));
+
+      ps.push (p);
     }
+
+  ps.sort (icmp);
+  return ps; 
 }
 
-bool
-Stem::invisible_b () const
+
+void
+Stem::add_head (Grob*me, Grob *n)
 {
-  return (!head_l_arr_.size () ||
-    head_l_arr_[0]->balltype_i_ <= 0);
+  n->set_grob_property ("stem", me->self_scm ());
+  n->add_dependency (me);
+
+  if (Note_head::has_interface (n))
+    {
+      Pointer_group_interface::add_grob (me, ly_symbol2scm ("note-heads"), n);
+    }
 }
 
-int
-Stem::get_center_distance (Direction d) const
+bool
+Stem::invisible_b (Grob*me)
 {
-  int staff_center = 0;
-  int distance = d*(head_positions()[d] - staff_center);
-  return distance >? 0;
+  return ! (head_count (me)
+           && gh_scm2int (me->get_grob_property ("duration-log")) >= 1);
 }
 
 Direction
-Stem::get_default_dir () const
+Stem::get_default_dir (Grob*me) 
 {
-  int du = get_center_distance (UP);
-  int dd = get_center_distance (DOWN);
-
-  if (sign (dd - du))
-    return Direction (sign (dd -du));
+  int staff_center = 0;
+  Interval hp = head_positions (me);
+  if (hp.empty_b())
+    {
+      return CENTER;
+    }
+  
+  int udistance = (int) (UP * hp[UP] - staff_center);
+  int ddistance = (int) (DOWN* hp[DOWN] - staff_center);  
+  
+  if (sign (ddistance - udistance))
+    return Direction (sign (ddistance -udistance));
 
-  return Direction (int(paper_l ()->get_var ("stem_default_neutral_direction")));
+  return to_dir (me->get_grob_property ("neutral-direction"));
 }
 
-Direction
-Stem::get_dir () const
+Real
+Stem::get_default_stem_end_position (Grob*me) 
 {
-  return dir_;
-}
-
+  /* Tab notation feature: make stem end extend out of staff. */
+  SCM up_to_staff = me->get_grob_property ("up-to-staff");
+  if (to_boolean (up_to_staff))
+    {
+      int line_count = Staff_symbol_referencer::line_count (me);
+      Direction dir = get_direction (me);
+      return dir * (line_count + 3.5);
+    }
+  
+  bool grace_b = to_boolean (me->get_grob_property ("grace"));
+  SCM s;
+  Array<Real> a;
 
-void
-Stem::set_default_stemlen ()
-{
-  Real length_f = 0.;
-  SCM scm_len = get_elt_property(length_scm_sym);
-  if (scm_len != SCM_BOOL_F)
+  Real length_f = 3.5;
+  SCM scm_len = me->get_grob_property ("length");
+  if (gh_number_p (scm_len))
     {
-      length_f = gh_scm2double (SCM_CDR(scm_len));
+      length_f = gh_scm2double (scm_len);
     }
   else
-    length_f = paper_l ()->get_var ("stem_length0");
-
-  bool grace_b = get_elt_property (grace_scm_sym) != SCM_BOOL_F;
-  String type_str = grace_b ? "grace_" : "";
+    {
+      s = me->get_grob_property ("lengths");
+      if (gh_pair_p (s))
+       {
+         length_f = 2* gh_scm2double (robust_list_ref (duration_log(me) -2, s));
+       }
+    }
 
-  Real shorten_f = paper_l ()->get_var (type_str + "forced_stem_shorten0");
+  Real shorten_f = 0.0;
+  
+  SCM sshorten = me->get_grob_property ("stem-shorten");
+  if (gh_pair_p (sshorten))
+    {
+      shorten_f = 2* gh_scm2double (robust_list_ref ((duration_log (me) - 2) >? 0, sshorten));
+    }
 
-  if (!dir_)
-    dir_ = get_default_dir ();
+  /* On boundary: shorten only half */
+  if (abs (chord_start_y (me)) == 0.5)
+    shorten_f *= 0.5;
 
-  /* 
-    stems in unnatural (forced) direction should be shortened, 
-    according to [Roush & Gourlay]
+  /* URGURGURG
+     'set-default-stemlen' sets direction too
    */
-  if (((int)chord_start_f ())
-      && (dir_ != get_default_dir ()))
+  Direction dir = get_direction (me);
+  if (!dir)
+    {
+      dir = get_default_dir (me);
+      Directional_element_interface::set (me, dir);
+    }
+  
+  /* stems in unnatural (forced) direction should be shortened, 
+    according to [Roush & Gourlay] */
+  if (chord_start_y (me)
+      && (get_direction (me) != get_default_dir (me)))
     length_f -= shorten_f;
 
-  if (flag_i_ >= 5)
-    length_f += 2.0;
-  if (flag_i_ >= 6)
-    length_f += 1.0;
-  
-  set_stemend ((dir_ > 0) ? head_positions()[BIGGER] + length_f:
-              head_positions()[SMALLER] - length_f);
+  Interval hp = head_positions (me);  
+  Real st = hp[dir] + dir * length_f;
+
+
+  /*
+    TODO: change name  to extend-stems to staff/center/'()
+  */
+  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;
+
+  /*
+    Make a little room if we have a upflag and there is a dot.
+    previous approach was to lengthen the stem. This is not
+    good typesetting practice. 
+    
+  */
+  if (!get_beam (me) && dir == UP
+      && duration_log (me) > 2)
+    {
+      Grob * closest_to_flag = extremal_heads (me)[dir];
+      Grob * dots = closest_to_flag
+       ? Rhythmic_head::get_dots (closest_to_flag ) : 0;
+
+      if (dots)
+       {
+         Real dp = Staff_symbol_referencer::get_position (dots);
+         Real flagy =  flag (me).extent (Y_AXIS)[-dir] * 2
+           / Staff_symbol_referencer::staff_space (me); 
+
+         /*
+           Very gory: add myself to the X-support of the parent,
+           which should be a dot-column.
+          */
+         if (dir * (st + flagy -  dp) < 0.5)
+           {
+             Grob *par = dots->get_parent (X_AXIS);
+
+             if (Dot_column::has_interface (par))
+               {
+                 Side_position_interface::add_support (par, me);
+
+                 /*
+                   TODO: apply some better logic here. The flag is
+                   curved inwards, so this will typically be too
+                   much.
+                 */
+               }
+           }
+       }
+    }
+
 
-  if (!grace_b && (dir_ * stem_end_f () < 0))
-    set_stemend (0);
+  return st;
 }
 
-//xxx
-void
-Stem::set_default_extents ()
-{
-  if (!stem_length_f ())
-    set_default_stemlen ();
 
+
+/*
+  
+  the log of the duration (Number of hooks on the flag minus two)
+ */
+int
+Stem::duration_log (Grob*me) 
+{
+  SCM s = me->get_grob_property ("duration-log");
+  return (gh_number_p (s)) ? gh_scm2int (s) : 2;
 }
 
 void
-Stem::set_noteheads ()
+Stem::position_noteheads (Grob*me)
 {
-  if (!head_l_arr_.size ())
+  if (!head_count (me))
     return;
-  head_l_arr_.sort (Note_head::compare);
-  if (dir_ < 0)
-    head_l_arr_.reverse ();
-
-  Note_head * beginhead =   head_l_arr_[0];
-  beginhead->set_elt_property (extremal_scm_sym, SCM_BOOL_T);
-  if  (beginhead !=   head_l_arr_.top ())
-    head_l_arr_.top ()->set_elt_property (extremal_scm_sym, SCM_BOOL_T);
   
-  int parity=1;
-  int lastpos = beginhead->position_i ();
-  for (int i=1; i < head_l_arr_.size (); i ++)
+  Link_array<Grob> heads =
+    Pointer_group_interface__extract_grobs (me, (Grob*)0, "note-heads");
+
+  heads.sort (compare_position);
+  Direction dir =get_direction (me);
+  
+  if (dir < 0)
+    heads.reverse ();
+
+
+  bool invisible = invisible_b (me);
+  Real thick = gh_scm2double (me->get_grob_property ("thickness"))
+     * me->get_paper ()->get_var ("linethickness");
+      
+
+  Grob *hed = support_head (me);
+  Real w = Note_head::head_extent (hed,X_AXIS)[dir];
+  for (int i=0; i < heads.size (); i++)
+    {
+      heads[i]->translate_axis (w - Note_head::head_extent (heads[i],X_AXIS)[dir],
+                               X_AXIS);
+    }
+  
+  bool parity= true;           // todo: make me settable.
+  int lastpos = int (Staff_symbol_referencer::get_position (heads[0]));
+  for (int i=1; i < heads.size (); i ++)
     {
-      int dy =abs (lastpos- head_l_arr_[i]->position_i ());
+      Real p = Staff_symbol_referencer::get_position (heads[i]);
+      int dy =abs (lastpos- (int)p);
 
       if (dy <= 1)
        {
          if (parity)
-           head_l_arr_[i]->flip_around_stem (dir_);
+           {
+             Real l = Note_head::head_extent (heads[i], X_AXIS).length ();
+
+             Direction d = get_direction (me);
+             /* reversed head should be shifted l-thickness, but this looks
+                too crowded, so we only shift l-0.5*thickness.
+                Notice that this leads to assymetry: Normal heads overlap
+                the stem 100% whereas reversed heads only overlaps the stem
+                50% */
+             #define magic 0.5
+             heads[i]->translate_axis ((l-thick*magic) * d, X_AXIS);
+
+             if (invisible_b(me))
+               heads[i]->translate_axis (-thick*(2-magic) * 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 = 1;
-      lastpos = head_l_arr_[i]->position_i ();
+       parity = true;
+      
+      lastpos = int (p);
     }
 }
 
-void
-Stem::do_pre_processing ()
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem,before_line_breaking,1);
+SCM
+Stem::before_line_breaking (SCM smob)
 {
-  if (yextent_drul_[DOWN]== yextent_drul_[UP])
-    set_default_extents ();
-  set_noteheads ();
+  Grob*me = unsmob_grob (smob);
+
 
-  if (invisible_b ())
+  /*
+    Do the calculations for visible stems, but also for invisible stems
+    with note heads (i.e. half notes.)
+   */
+  if (head_count (me))
+    {
+      stem_end_position (me);  // ugh. Trigger direction calc.
+      position_noteheads (me);
+    }
+  else
     {
-      set_elt_property (transparent_scm_sym, SCM_BOOL_T);
+      me->set_grob_property ("molecule-callback", SCM_EOL);
     }
-  set_empty (invisible_b (), X_AXIS, Y_AXIS);
-  set_spacing_hints ();
+  
+  return SCM_UNSPECIFIED;
 }
 
+/*
+  ugh.
+  When in a beam with tuplet brackets, brew_mol is called early,
+  caching a wrong value.
+ */
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem, height, 2);
+SCM
+Stem::height (SCM smob, SCM ax)
+{
+  Axis a = (Axis)gh_scm2int (ax);
+  Grob * me = unsmob_grob (smob);
+  assert (a == Y_AXIS);
+
+  SCM mol = me->get_uncached_molecule ();
+  Interval iv;
+  if (mol != SCM_EOL)
+    iv = unsmob_molecule (mol)->extent (a);
+  if (Grob *b =get_beam (me))
+    {
+      Direction d = get_direction (me);
+      iv[d] += d * Beam::get_thickness (b) /2.0 ;
+    }
 
+  return ly_interval2scm (iv);
+}
 
-/**
-   set stem directions for hinting the optical spacing correction.
-
-   Modifies DIR_LIST property of the Stem's Score_column
 
-   TODO: more advanced: supply height of noteheads as well, for more advanced spacing possibilities
- */
-void
-Stem::set_spacing_hints () 
+Molecule
+Stem::flag (Grob*me)
 {
-  if (!invisible_b ())
+  /* 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_grob_property ("flag-style");
+  if (gh_symbol_p (flag_style_scm))
     {
-      SCM scmdir  = gh_int2scm (dir_);
-      SCM dirlist = column_l ()->get_elt_property (dir_list_scm_sym);
-      if (dirlist == SCM_BOOL_F)
-       dirlist = SCM_EOL;
-      else
-       dirlist = SCM_CDR (dirlist);
+      flag_style = ly_symbol2string (flag_style_scm);
+    }
 
-      if (scm_sloppy_memq (scmdir, dirlist) == SCM_EOL)
-       {
-         dirlist = gh_cons (scmdir, dirlist);
-         column_l ()->set_elt_property (dir_list_scm_sym, dirlist);
+  if (flag_style == "no-flag")
+    {
+      return Molecule ();
+    }
+
+  bool adjust = to_boolean (me->get_grob_property ("adjust-if-on-staffline"));
+
+  String staffline_offs;
+  if (String::compare (flag_style, "mensural") == 0)
+    /* 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,
+       regardless if the note head is on a staff line or between two
+       staff lines.  In other words, the inner end of a flag always
+       touches a staff line.
+    */
+    {
+      if (adjust)
+        {
+         /* 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).  */
+
+         /*
+           perhaps the detection whether this correction is needed should
+           happen in a different place  to avoid the recursion.
+           
+           --hwn.
+         */
+         int p = (int)rint (Staff_symbol_referencer::get_position (first_head (me)));
+         staffline_offs = Staff_symbol_referencer::on_staffline (me, p) ?
+           "1" : "0";
+       }
+      else
+        {
+         staffline_offs = "2";
        }
     }
-}
+  else
+    {
+      staffline_offs = "";
+    }
 
-Molecule
-Stem::flag () const
-{
-  String style;
-  SCM st = get_elt_property (style_scm_sym);
-  if ( st != SCM_BOOL_F)
+  char dir = (get_direction (me) == UP) ? 'u' : 'd';
+  String font_char =
+    flag_style + to_string (dir) + staffline_offs + to_string (duration_log (me));
+  Font_metric *fm = Font_interface::get_default_font (me);
+  Molecule flag = fm->find_by_name ("flags-" + font_char);
+  if (flag.empty_b ())
     {
-      st = SCM_CDR(st);
-      style = ly_scm2string (st);
+      me->warning (_f ("flag `%s' not found", font_char));
+    }
+
+  SCM stroke_style_scm = me->get_grob_property ("stroke-style");
+  if (gh_string_p (stroke_style_scm))
+    {
+      String stroke_style = ly_scm2string (stroke_style_scm);
+      if (!stroke_style.empty_b ())
+       {
+         String font_char = to_string (dir) + stroke_style;
+         Molecule stroke = fm->find_by_name ("flags-" + font_char);
+         if (stroke.empty_b ())
+           {
+             me->warning (_f ("flag stroke `%s' not found", font_char));
+           }
+         else
+           {
+             flag.add_molecule (stroke);
+           }
+       }
     }
 
-  char c = (dir_ == UP) ? 'u' : 'd';
-  Molecule m = lookup_l ()->afm_find (String ("flags-") + to_str (c) + 
-                                     to_str (flag_i_));
-  if (!style.empty_b ())
-    m.add_molecule(lookup_l ()->afm_find (String ("flags-") + to_str (c) + style));
-  return m;
+  return flag;
 }
 
-Interval
-Stem::do_width () const
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem,dim_callback,2);
+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 (beam_l_ || abs (flag_i_) <= 2)
+  if (unsmob_grob (se->get_grob_property ("beam")) || abs (duration_log (se)) <= 2)
     ;  // TODO!
   else
     {
-      r = flag ().dim_.x ();
-      r += note_delta_f ();
+      r = flag (se).extent (X_AXIS);
     }
-  return r;
+  return ly_interval2scm (r);
 }
 
 
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem,brew_molecule,1);
 
-
-const Real ANGLE = 20* (2.0*M_PI/360.0); // ugh!
-
-Molecule*
-Stem::do_brew_molecule_p () const
+SCM
+Stem::brew_molecule (SCM smob) 
 {
-  Molecule *mol_p =new Molecule;
-  Drul_array<Real> stem_y = yextent_drul_;
-  Real dy = staff_line_leading_f ()/2.0;
-
-  Real head_wid = 0;
-  if (head_l_arr_.size ())
-    head_wid = head_l_arr_[0]->extent (X_AXIS).length ();
-  stem_y[Direction(-dir_)] += dir_ * head_wid * tan(ANGLE)/(2*dy);
+  Grob*me = unsmob_grob (smob);
+  Molecule mol;
+  Direction d = get_direction (me);
   
-  if (!invisible_b ())
+  
+     
+  Real y1;
+
+  /*
+    This is required to avoid stems passing in tablature chords...
+   */
+
+
+  /*
+    TODO: make  the stem start a direction ?
+  */
+  if (to_boolean (me->get_grob_property ("avoid-note-head")))
     {
-      Real stem_width = paper_l ()->get_var ("stemthickness");
-      Molecule ss =lookup_l ()->filledbox (Box (Interval (-stem_width/2, stem_width/2),
-                                                Interval (stem_y[DOWN]*dy, stem_y[UP]*dy)));
-      mol_p->add_molecule (ss);
+      Grob * lh = last_head (me);
+      if (!lh)
+       return SCM_EOL;
+      y1 = Staff_symbol_referencer::get_position (lh);
     }
+  else
+    {
+      Grob * lh = first_head (me);
+      if (!lh)
+       return SCM_EOL;
+      y1 = Staff_symbol_referencer::get_position (lh);
+    }
+  
+  Real y2 = stem_end_position (me);
+  
+  Interval stem_y (y1 <? y2,y2 >? y1);
+
 
-  if (!beam_l_ && abs (flag_i_) > 2)
+  // dy?
+  Real dy = Staff_symbol_referencer::staff_space (me) * 0.5;
+
+  if (Grob *hed = support_head (me))
+    {
+      /*
+       must not take ledgers into account.
+       */
+      Interval head_height = Note_head::head_extent (hed,Y_AXIS);
+      Real y_attach = Note_head::stem_attachment_coordinate ( hed, Y_AXIS);
+
+      y_attach = head_height.linear_combination (y_attach);
+      stem_y[Direction (-d)] += d * y_attach/dy;
+    }
+  
+  if (!invisible_b (me))
     {
-      Molecule fl = flag ();
-      fl.translate_axis(stem_y[dir_]*dy, Y_AXIS);
-      mol_p->add_molecule (fl);
+      Real stem_width = gh_scm2double (me->get_grob_property ("thickness"))
+       // URG
+       * me->get_paper ()->get_var ("linethickness");
+      
+      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);
     }
 
-  if (head_l_arr_.size())
+  if (!get_beam (me) && abs (duration_log (me)) > 2)
     {
-      mol_p->translate_axis (note_delta_f (), X_AXIS);
+      Molecule fl = flag (me);
+      fl.translate_axis (stem_y[d]*dy, Y_AXIS);
+      mol.add_molecule (fl);
     }
-  return mol_p;
+
+  return mol.smobbed_copy ();
 }
 
-Real
-Stem::note_delta_f () const
+/*
+  move the stem to right of the notehead if it is up.
+ */
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem,off_callback,2);
+SCM
+Stem::off_callback (SCM element_smob, SCM)
 {
+  Grob *me = unsmob_grob (element_smob);
+  
   Real r=0;
-  if (head_l_arr_.size())
+
+  if (head_count (me) == 0)
     {
-      Interval head_wid(0,  head_l_arr_[0]->extent (X_AXIS).length ());
-      Real rule_thick(paper_l ()->rule_thickness ());
-      Interval stem_wid(-rule_thick/2, rule_thick/2);
-      if (dir_ == CENTER)
-       r = head_wid.center ();
+      return gh_double2scm (0.0);
+    }
+  
+  if (Grob * f = first_head (me))
+    {
+      Interval head_wid = Note_head::head_extent(f, X_AXIS);
+
+      
+      Real attach =0.0;
+
+      if (invisible_b (me))
+       {
+         attach = 0.0;
+       }
       else
-       r = head_wid[dir_] - stem_wid[dir_];
+       attach = Note_head::stem_attachment_coordinate(f, X_AXIS);
+
+      Direction d = get_direction (me);
+
+      Real real_attach = head_wid.linear_combination (d * attach);
+
+      r = real_attach;
+
+      /*
+       If not centered: correct for stem thickness.
+       */
+      if (attach)
+       {
+         Real rule_thick
+           = gh_scm2double (me->get_grob_property ("thickness"))
+           * me->get_paper ()->get_var ("linethickness");
+
+         
+         r += - d * rule_thick * 0.5;
+       }
     }
-  return r;
+  return gh_double2scm (r);
 }
 
-Real
-Stem::hpos_f () const
+Grob*
+Stem::get_beam (Grob*me)
 {
-  return note_delta_f () + Item::hpos_f ();
+  SCM b=  me->get_grob_property ("beam");
+  return unsmob_grob (b);
+}
+
+Stem_info
+Stem::get_stem_info (Grob *me)
+{
+  /* Return cached info if available */
+  SCM scm_info = me->get_grob_property ("stem-info");
+  if (!gh_pair_p (scm_info))
+    {
+      calc_stem_info (me);
+      scm_info = me->get_grob_property ("stem-info");
+    }
+  
+  Stem_info si;
+  si.dir_ = Directional_element_interface::get (me); 
+  si.ideal_y_ = gh_scm2double (gh_car (scm_info)); 
+  si.shortest_y_ = gh_scm2double (gh_cadr (scm_info));
+  return si;
 }
 
 void
-Stem::do_substitute_element_pointer (Score_element*o,Score_element*n)
+Stem::calc_stem_info (Grob *me)
 {
-  if (Note_head*h=dynamic_cast<Note_head*> (o))
-    head_l_arr_.substitute (h, dynamic_cast<Note_head*>(n));
-  if (Rest *r=dynamic_cast<Rest*> (o))
-    rest_l_arr_.substitute (r, dynamic_cast<Rest*>(n));
-  if (Beam* b = dynamic_cast<Beam*> (o))
+  /* Tab notation feature: make stem end extend out of staff. */
+  SCM up_to_staff = me->get_grob_property ("up-to-staff");
+  if (to_boolean (up_to_staff))
+    {
+      int line_count = Staff_symbol_referencer::line_count (me);
+      Direction dir = get_direction (me);
+      Real ideal_y = dir * (line_count + 1.5);
+      Real shortest_y = ideal_y;
+      
+      me->set_grob_property ("stem-info",
+                            scm_list_n (gh_double2scm (ideal_y),
+                                        gh_double2scm (shortest_y),
+                                        SCM_UNDEFINED));
+      return;
+    }
+
+  Direction my_dir = Directional_element_interface::get (me);
+  Real staff_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
+  Grob *beam = get_beam (me);
+  Real beam_translation = Beam::get_beam_translation (beam);
+  Real beam_thickness = gh_scm2double (beam->get_grob_property ("thickness"));
+  int beam_count = Beam::get_direction_beam_count (beam, my_dir);
+
+
+  /* Simple standard stem length */
+  Real ideal_length =
+    gh_scm2double (robust_list_ref
+                  (beam_count - 1,
+                   me->get_grob_property ("beamed-lengths")))
+    * staff_space
+    /* stem only extends to center of beam */
+    - 0.5 * beam_thickness;
+
+  
+  /* Condition: sane minimum free stem length (chord to beams) */
+  Real ideal_minimum_free =
+    gh_scm2double (robust_list_ref
+                  (beam_count - 1,
+                   me->get_grob_property ("beamed-minimum-free-lengths")))
+    * staff_space;
+  
+
+  /* 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] }}
+     
+     must be horizontal. */
+  Real height_of_my_beams = beam_thickness
+    + (beam_count - 1) * beam_translation;
+
+  Real ideal_minimum_length = ideal_minimum_free
+    + height_of_my_beams
+    /* stem only extends to center of beam */
+    - 0.5 * beam_thickness;
+
+  ideal_length = ideal_length >? ideal_minimum_length;
+
+  
+  /* Convert to Y position, calculate for dir == UP */
+  Real note_start =
+    /* staff positions */
+    head_positions (me)[my_dir] * 0.5
+    * my_dir;
+  Real ideal_y = note_start + ideal_length;
+
+
+  /* Conditions for Y position */
+
+  /* Lowest beam of (UP) beam must never be lower than second staffline
+     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.
+
+     Reference?
+
+     Obviously not for grace beams.
+     
+     Also, not for knees.  Seems to be a good thing. */
+  SCM grace = me->get_grob_property ("grace");
+  bool grace_b = to_boolean (grace);
+  bool no_extend_b = to_boolean (me->get_grob_property ("no-stem-extend"));
+  bool knee_b = to_boolean (beam->get_grob_property ("knee"));
+  if (!grace_b && !no_extend_b && !knee_b)
     {
-      if (b == beam_l_) 
-       beam_l_ = dynamic_cast<Beam*> (n);
+      /* Highest beam of (UP) beam must never be lower than middle
+        staffline */
+      ideal_y =        ideal_y >? 0;
+      /* Lowest beam of (UP) beam must never be lower than second staffline */
+      ideal_y =        ideal_y >? (-staff_space
+                           - beam_thickness + height_of_my_beams);
     }
-  Staff_symbol_referencer::do_substitute_element_pointer (o,n);
+
+
+  SCM shorten = beam->get_grob_property ("shorten");
+  if (gh_number_p (shorten))
+    ideal_y -= gh_scm2double (shorten);
+
+
+  Real minimum_free =
+    gh_scm2double (robust_list_ref
+                  (beam_count - 1,
+                   me->get_grob_property
+                   ("beamed-extreme-minimum-free-lengths")))
+    * staff_space;
+
+  Real minimum_length = minimum_free
+    + height_of_my_beams
+    /* stem only extends to center of beam */
+    - 0.5 * beam_thickness;
+
+  Real minimum_y = note_start + minimum_length;
+  
+  
+  ideal_y *= my_dir;
+  Real shortest_y = minimum_y * my_dir; 
+  
+  me->set_grob_property ("stem-info",
+                        scm_list_n (gh_double2scm (ideal_y),
+                                    gh_double2scm (shortest_y),
+                                    SCM_UNDEFINED));
 }
+
+Slice
+Stem::beam_multiplicity (Grob *stem)
+{
+  SCM beaming= stem->get_grob_property ("beaming");
+  Slice l = int_list_to_slice (gh_car (beaming));
+  Slice r = int_list_to_slice (gh_cdr (beaming));
+  l.unite (r);
+
+  return l;
+}
+
+
+ADD_INTERFACE (Stem,"stem-interface",
+  "A stem",
+  "french-beaming up-to-staff avoid-note-head adjust-if-on-staffline thickness stem-info beamed-lengths beamed-minimum-free-lengths beamed-extreme-minimum-free-lengths lengths beam stem-shorten duration-log beaming neutral-direction stem-end-position support-head note-heads direction length flag-style no-stem-extend stroke-style");
+
+