]> git.donarmstrong.com Git - lilypond.git/blobdiff - lily/system.cc
apply Julian's patch to fix install-info warnings
[lilypond.git] / lily / system.cc
index 2e06f7a65c19beac42302840633d865b9b9dd0cf..1cd582de7525bc2d628b24cb062ddfc188ac7904 100644 (file)
@@ -1,60 +1,90 @@
 /*
-  system.cc -- implement System
+  This file is part of LilyPond, the GNU music typesetter.
 
-  source file of the GNU LilyPond music typesetter
+  Copyright (C) 1996--2011 Han-Wen Nienhuys <hanwen@xs4all.nl>
 
-  (c) 1996--2005 Han-Wen Nienhuys <hanwen@cs.uu.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 "system.hh"
 
-#include <math.h>
-
 #include "align-interface.hh"
+#include "all-font-metrics.hh"
 #include "axis-group-interface.hh"
-#include "warn.hh"
+#include "break-align-interface.hh"
+#include "grob-array.hh"
+#include "hara-kiri-group-spanner.hh"
+#include "international.hh"
+#include "lookup.hh"
 #include "main.hh"
-#include "paper-column.hh"
 #include "output-def.hh"
+#include "page-layout-problem.hh"
+#include "paper-column.hh"
 #include "paper-score.hh"
-#include "warn.hh"
-#include "all-font-metrics.hh"
-#include "spacing-interface.hh"
-#include "staff-symbol-referencer.hh"
-#include "paper-book.hh"
 #include "paper-system.hh"
-#include "tweak-registration.hh"
+#include "pointer-group-interface.hh"
+#include "skyline-pair.hh"
+#include "staff-symbol-referencer.hh"
+#include "text-interface.hh"
+#include "warn.hh"
 
-System::System (System const &src, int count)
-  : Spanner (src, count)
+System::System (System const &src)
+  : Spanner (src)
 {
+  all_elements_ = 0;
+  pscore_ = 0;
   rank_ = 0;
+  checked_footnotes_ = false;
+  init_elements ();
 }
 
-System::System (SCM s, Object_key const *key)
-  : Spanner (s, key)
+System::System (SCM s)
+  : Spanner (s)
 {
+  all_elements_ = 0;
   rank_ = 0;
+  checked_footnotes_ = false;
+  init_elements ();
+}
+
+void
+System::init_elements ()
+{
+  SCM scm_arr = Grob_array::make_array ();
+  all_elements_ = unsmob_grob_array (scm_arr);
+  all_elements_->set_ordered (false);
+  set_object ("all-elements", scm_arr);
 }
 
 Grob *
-System::clone (int count) const
+System::clone () const
 {
-  return new System (*this, count);
+  return new System (*this);
 }
 
 int
 System::element_count () const
 {
-  return scm_ilength (get_property ("all-elements"));
+  return all_elements_->size ();
 }
 
 int
 System::spanner_count () const
 {
   int k = 0;
-  for (SCM s = get_property ("all-elements"); scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
-    if (dynamic_cast<Spanner *> (unsmob_grob (scm_car (s))))
+  for (vsize i = all_elements_->size (); i--;)
+    if (dynamic_cast<Spanner *> (all_elements_->grob (i)))
       k++;
   return k;
 }
@@ -62,39 +92,56 @@ System::spanner_count () const
 void
 System::typeset_grob (Grob *elem)
 {
-  if (elem->pscore_)
-    programming_error ("Adding element twice.");
+  if (elem->layout_)
+    programming_error ("adding element twice");
   else
     {
-      elem->pscore_ = pscore_;
-      Pointer_group_interface::add_grob (this, ly_symbol2scm ("all-elements"), elem);
-      scm_gc_unprotect_object (elem->self_scm ());
+      elem->layout_ = pscore_->layout ();
+      all_elements_->add (elem);
+      elem->unprotect ();
     }
 }
 
-// todo: use map.
-static void
-fixup_refpoints (SCM s)
+void
+System::derived_mark () const
 {
-  for (; scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
+  if (!all_elements_->empty ())
     {
-      Grob::fixup_refpoint (scm_car (s));
+      Grob **ptr = &all_elements_->array_reference ()[0];
+      Grob **end = ptr + all_elements_->size ();
+      while (ptr < end)
+       {
+         scm_gc_mark ((*ptr)->self_scm ());
+         ptr++;
+       }
     }
+
+  if (pscore_)
+    scm_gc_mark (pscore_->self_scm ());
+
+  Spanner::derived_mark ();
 }
 
-SCM
-System::get_lines ()
+static void
+fixup_refpoints (vector<Grob *> const &grobs)
+{
+  for (vsize i = grobs.size (); i--;)
+    grobs[i]->fixup_refpoint ();
+}
+
+void
+System::do_break_substitution_and_fixup_refpoints ()
 {
-  for (SCM s = get_property ("all-elements"); scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
+  for (vsize i = 0; i < all_elements_->size (); i++)
     {
-      Grob *g = unsmob_grob (scm_car (s));
+      Grob *g = all_elements_->grob (i);
       if (g->internal_has_interface (ly_symbol2scm ("only-prebreak-interface")))
        {
          /*
            Kill no longer needed grobs.
          */
          Item *it = dynamic_cast<Item *> (g);
-         if (it && Item::is_breakable (it))
+         if (it && Item::is_non_musical (it))
            {
              it->find_prebroken_piece (LEFT)->suicide ();
              it->find_prebroken_piece (RIGHT)->suicide ();
@@ -109,52 +156,73 @@ System::get_lines ()
     fixups must be done in broken line_of_scores, because new elements
     are put over there.  */
   int count = 0;
-  for (int i = 0; i < broken_intos_.size (); i++)
+  for (vsize i = 0; i < broken_intos_.size (); i++)
     {
       Grob *se = broken_intos_[i];
-      SCM all = se->get_property ("all-elements");
-      for (SCM s = all; scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
-       fixup_refpoint (scm_car (s));
-      count += scm_ilength (all);
+
+      extract_grob_set (se, "all-elements", all_elts);
+      for (vsize j = 0; j < all_elts.size (); j++)
+       {
+         Grob *g = all_elts[j];
+         g->fixup_refpoint ();
+       }
+        
+      count += all_elts.size ();
     }
 
   /*
     needed for doing items.
   */
-  fixup_refpoints (get_property ("all-elements"));
+  fixup_refpoints (all_elements_->array ());
 
-  for (SCM s = get_property ("all-elements"); scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
-    unsmob_grob (scm_car (s))->handle_broken_dependencies ();
-  handle_broken_dependencies ();
+  for (vsize i = 0; i < all_elements_->size (); i++)
+    all_elements_->grob (i)->handle_broken_dependencies ();
 
-#if 0  /* don't do this: strange side effects.  */
+  handle_broken_dependencies ();
 
   /* Because the this->get_property (all-elements) contains items in 3
      versions, handle_broken_dependencies () will leave duplicated
      items in all-elements.  Strictly speaking this is harmless, but
-     it leads to duplicated symbols in the output.  ly_list_qsort_uniq_x ()
-     makes sure that no duplicates are in the list.  */
-  for (int i = 0; i < line_count; i++)
+     it leads to duplicated symbols in the output.  uniq makes sure
+     that no duplicates are in the list.  */
+  for (vsize i = 0; i < broken_intos_.size (); i++)
     {
-      SCM all = broken_intos_[i]->get_property ("all-elements");
-      all = ly_list_qsort_uniq_x (all);
+      System *child = dynamic_cast<System *> (broken_intos_[i]);
+      child->all_elements_->remove_duplicates ();
+      for (vsize j = 0; j < child->all_elements_->size (); j++)
+       {
+         Grob *g = child->all_elements_->grob (j);
+
+         (void) g->get_property ("after-line-breaking");
+       }
     }
-#endif
 
   if (be_verbose_global)
-    progress_indication (_f ("Element count %d.", count + element_count ()));
+    message (_f ("Element count %d", count + element_count ()) + "\n");
+}
 
-  int line_count = broken_intos_.size ();
-  SCM lines = scm_c_make_vector (line_count, SCM_EOL);
+SCM
+System::get_broken_system_grobs ()
+{
+  SCM ret = SCM_EOL;
+  for (vsize i = 0; i < broken_intos_.size (); i++)
+    ret = scm_cons (broken_intos_[i]->self_scm (), ret);
+  return scm_reverse (ret);
+}
 
-  for (int i = 0; i < line_count; i++)
+SCM
+System::get_paper_systems ()
+{
+  SCM lines = scm_c_make_vector (broken_intos_.size (), SCM_EOL);
+  for (vsize i = 0; i < broken_intos_.size (); i++)
     {
       if (be_verbose_global)
        progress_indication ("[");
 
       System *system = dynamic_cast<System *> (broken_intos_[i]);
-      system->post_processing ();
-      scm_vector_set_x (lines, scm_int2num (i), system->get_line ());
+
+      scm_vector_set_x (lines, scm_from_int (i),
+                       system->get_paper_system ());
 
       if (be_verbose_global)
        progress_indication (to_string (i) + "]");
@@ -163,163 +231,294 @@ System::get_lines ()
 }
 
 void
-System::break_into_pieces (Array<Column_x_positions> const &breaking)
+System::populate_footnote_grob_vector ()
+{
+  extract_grob_set (this, "all-elements", all_elts);
+  for (vsize i = 0; i < all_elts.size (); i++)
+    if (all_elts[i]->internal_has_interface (ly_symbol2scm ("footnote-interface")))
+      footnote_grobs_.push_back (all_elts[i]);
+
+  sort (footnote_grobs_.begin (), footnote_grobs_.end (), Grob::less);
+  checked_footnotes_ = true;
+}
+
+void
+System::get_footnote_grobs_in_range (vector<Grob *> &out, vsize start, vsize end)
+{
+  if (!checked_footnotes_)
+    populate_footnote_grob_vector ();
+
+  for (vsize i = 0; i < footnote_grobs_.size (); i++)
+    {
+      int pos = footnote_grobs_[i]->spanned_rank_interval ()[LEFT];
+      bool end_of_line_visible = true;
+      if (Spanner *s = dynamic_cast<Spanner *>(footnote_grobs_[i]))
+        {
+          Direction spanner_placement =  robust_scm2dir (s->get_property ("spanner-placement"), LEFT);
+          if (spanner_placement == CENTER)
+            spanner_placement = LEFT;
+
+          pos = s->spanned_rank_interval ()[spanner_placement];
+        }
+      
+      if (Item *item = dynamic_cast<Item *>(footnote_grobs_[i]))
+        {
+          if (!Item::break_visible (item))
+            continue;
+          // safeguard to bring down the column rank so that end of line footnotes show up on the correct line
+          end_of_line_visible = (LEFT == item->break_status_dir ());
+        }
+
+      if (pos < int (start))
+        continue;
+      if (pos > int (end))
+        break;
+      if (pos == int (start) && end_of_line_visible)
+        continue;
+      if (pos == int (end) && !end_of_line_visible)
+        continue;
+      if (!footnote_grobs_[i]->is_live ())
+        continue;
+
+      out.push_back (footnote_grobs_[i]);
+    }
+}
+
+vector<Stencil *>
+System::get_footnotes_in_range (vsize start, vsize end)
+{
+  vector<Grob *> footnote_grobs;
+  get_footnote_grobs_in_range (footnote_grobs, start, end);
+  vector<Stencil *> out;
+
+  for (vsize i = 0; i < footnote_grobs.size (); i++)
+    {
+      SCM footnote_markup = footnote_grobs[i]->get_property ("footnote-text");
+
+      if (!Text_interface::is_markup (footnote_markup))
+        continue;
+
+      SCM props = scm_call_1 (ly_lily_module_constant ("layout-extract-page-properties"),
+                              pscore_->layout ()->self_scm ());
+
+      SCM footnote_stl = Text_interface::interpret_markup (pscore_->layout ()->self_scm (),
+                                                           props, footnote_markup);
+
+      Stencil *footnote_stencil = unsmob_stencil (footnote_stl);
+      out.push_back (footnote_stencil);
+    }
+
+  return out;
+}
+
+Stencil
+System::make_footnote_stencil (Real padding)
+{
+  Stencil mol;
+
+  for (vsize i = 0; i < footnote_grobs_.size (); i++)
+    {
+      SCM footnote_markup = footnote_grobs_[i]->get_property ("footnote-text");
+      if (Spanner *orig = dynamic_cast<Spanner *>(footnote_grobs_[i]))
+        if (orig->is_broken ())
+          footnote_markup = orig->broken_intos_[0]->get_property ("footnote-text");
+
+      if (!Text_interface::is_markup (footnote_markup))
+        continue;
+
+      SCM props = scm_call_1 (ly_lily_module_constant ("layout-extract-page-properties"),
+                              pscore_->layout ()->self_scm ());
+
+      SCM footnote_stl = Text_interface::interpret_markup (pscore_->layout ()->self_scm (),
+                                                           props, footnote_markup);
+
+      mol.add_at_edge (Y_AXIS, DOWN, *unsmob_stencil (footnote_stl), padding);
+    }
+
+  return mol;
+}
+
+void
+System::break_into_pieces (vector<Column_x_positions> const &breaking)
 {
-  for (int i = 0; i < breaking.size (); i++)
+  for (vsize i = 0; i < breaking.size (); i++)
     {
-      System *system = dynamic_cast<System *> (clone (i));
-      system->rank_ = i;
+      System *system = dynamic_cast<System *> (clone ());
+      system->rank_ = broken_intos_.size ();
 
-      Link_array<Grob> c (breaking[i].cols_);
-      pscore_->typeset_line (system);
+      vector<Grob *> c (breaking[i].cols_);
+      pscore_->typeset_system (system);
+
+      int st = Paper_column::get_rank (c[0]);
+      int end = Paper_column::get_rank (c.back ());
+      Interval iv (pure_height (this, st, end));
+      system->set_property ("pure-Y-extent", ly_interval2scm (iv));
+
+      get_footnote_grobs_in_range (system->footnote_grobs_, st, end);
 
       system->set_bound (LEFT, c[0]);
-      system->set_bound (RIGHT, c.top ());
-      for (int j = 0; j < c.size (); j++)
+      system->set_bound (RIGHT, c.back ());
+      SCM system_labels = SCM_EOL;
+      for (vsize j = 0; j < c.size (); j++)
        {
          c[j]->translate_axis (breaking[i].config_[j], X_AXIS);
-         dynamic_cast<Paper_column *> (c[j])->system_ = system;
+         dynamic_cast<Paper_column *> (c[j])->set_system (system);
+         /* collect the column labels */
+         collect_labels (c[j], &system_labels);
        }
+      /*
+       Collect labels from any loose columns too: theses will be set on
+       an empty bar line or a column which is otherwise unused mid-line
+      */
+      vector<Grob *> loose (breaking[i].loose_cols_);
+      for (vsize j = 0; j < loose.size (); j++)
+       collect_labels (loose[j], &system_labels);
+
+      system->set_property ("labels", system_labels);
+
       set_loose_columns (system, &breaking[i]);
-      broken_intos_.push (system);
+      broken_intos_.push_back (system);
     }
 }
 
 void
-System::add_column (Paper_column *p)
+System::collect_labels (Grob const *col, SCM *labels)
 {
-  Grob *me = this;
-  SCM cs = me->get_property ("columns");
-  Grob *prev = scm_is_pair (cs) ? unsmob_grob (scm_car (cs)) : 0;
-
-  p->rank_ = prev ? Paper_column::get_rank (prev) + 1 : 0;
-
-  me->set_property ("columns", scm_cons (p->self_scm (), cs));
-
-  Axis_group_interface::add_element (me, p);
+  SCM col_labels = col->get_property ("labels");
+  if (scm_is_pair (col_labels))
+    *labels = scm_append (scm_list_2 (col_labels, *labels));
 }
 
 void
-apply_tweaks (Grob *g, bool broken)
+System::add_column (Paper_column *p)
 {
-  if (bool (g->original_) == broken)
+  Grob *me = this;
+  Grob_array *ga = unsmob_grob_array (me->get_object ("columns"));
+  if (!ga)
     {
-      SCM tweaks = global_registry_->get_tweaks (g);
-      for (SCM s = tweaks; scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
-       {
-         SCM proc = scm_caar (s);
-         SCM rest = scm_cdar (s);
-         scm_apply_1 (proc, g->self_scm (), rest);
-       }
+      SCM scm_ga = Grob_array::make_array ();
+      me->set_object ("columns", scm_ga);
+      ga = unsmob_grob_array (scm_ga);
     }
+
+  p->set_rank (ga->size ());
+
+  ga->add (p);
+  Axis_group_interface::add_element (this, p);
 }
 
 void
 System::pre_processing ()
 {
-  for (SCM s = get_property ("all-elements"); scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
-    unsmob_grob (scm_car (s))->discretionary_processing ();
+  for (vsize i = 0; i < all_elements_->size (); i++)
+    all_elements_->grob (i)->discretionary_processing ();
 
   if (be_verbose_global)
-    progress_indication (_f ("Grob count %d", element_count ()));
-
-  for (SCM s = get_property ("all-elements"); scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
-    unsmob_grob (scm_car (s))->handle_prebroken_dependencies ();
+    message (_f ("Grob count %d", element_count ()));
 
-  fixup_refpoints (get_property ("all-elements"));
+  /*
+    order is significant: broken grobs are added to the end of the
+    array, and should be processed before the original is potentially
+    killed.
+  */
+  for (vsize i = all_elements_->size (); i--;)
+    all_elements_->grob (i)->handle_prebroken_dependencies ();
 
-  for (SCM s = get_property ("all-elements"); scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
-    apply_tweaks (unsmob_grob (scm_car (s)), false);
+  fixup_refpoints (all_elements_->array ());
 
-  for (SCM s = get_property ("all-elements"); scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
+  for (vsize i = 0; i < all_elements_->size (); i++)
     {
-      Grob *sc = unsmob_grob (scm_car (s));
-      sc->calculate_dependencies (PRECALCED, PRECALCING, ly_symbol2scm ("before-line-breaking-callback"));
+      Grob *g = all_elements_->grob (i);
+      (void) g->get_property ("before-line-breaking");
     }
 
-  progress_indication ("\n");
-  progress_indication (_ ("Calculating line breaks..."));
-  progress_indication (" ");
-  for (SCM s = get_property ("all-elements"); scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
+  for (vsize i = 0; i < all_elements_->size (); i++)
     {
-      Grob *e = unsmob_grob (scm_car (s));
-      SCM proc = e->get_property ("spacing-procedure");
-      if (ly_c_procedure_p (proc))
-       scm_call_1 (proc, e->self_scm ());
+      Grob *e = all_elements_->grob (i);
+      (void) e->get_property ("springs-and-rods");
     }
 }
 
 void
 System::post_processing ()
 {
-  for (SCM s = get_property ("all-elements"); scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
-    {
-      Grob *g = unsmob_grob (scm_car (s));
-
-      apply_tweaks (g, true);
-
-      g->calculate_dependencies (POSTCALCED, POSTCALCING,
-                                ly_symbol2scm ("after-line-breaking-callback"));
-    }
-
   Interval iv (extent (this, Y_AXIS));
   if (iv.is_empty ())
-    programming_error ("System with zero extent.");
+    programming_error ("system with empty extent");
   else
     translate_axis (-iv[MAX], Y_AXIS);
 
   /* Generate all stencils to trigger font loads.
      This might seem inefficient, but Stencils are cached per grob
      anyway. */
-  SCM all = get_property ("all-elements");
-  all = ly_list_qsort_uniq_x (all);
 
+  vector<Grob *> all_elts_sorted (all_elements_->array ());
+  vector_sort (all_elts_sorted, std::less<Grob *> ());
+  uniq (all_elts_sorted);
   this->get_stencil ();
-  for (SCM s = all; scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
+  for (vsize i = all_elts_sorted.size (); i--;)
     {
-      Grob *g = unsmob_grob (scm_car (s));
+      Grob *g = all_elts_sorted[i];
       g->get_stencil ();
     }
 }
 
-SCM
-System::get_line ()
+struct Layer_entry
+{
+  Grob *grob_;
+  int layer_;
+};
+
+bool
+operator< (Layer_entry  const &a,
+          Layer_entry  const &b)
 {
-  static int const LAYER_COUNT = 3;
+  return a.layer_ < b.layer_;
+}
 
+SCM
+System::get_paper_system ()
+{
   SCM exprs = SCM_EOL;
   SCM *tail = &exprs;
 
-  /* Output stencils in three layers: 0, 1, 2.  Default layer: 1. */
-  SCM all = get_property ("all-elements");
+  post_processing ();
 
-  for (int i = 0; i < LAYER_COUNT; i++)
-    for (SCM s = all; scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
-      {
-       Grob *g = unsmob_grob (scm_car (s));
-       Stencil *stil = g->get_stencil ();
+  vector<Layer_entry> entries;
+  for (vsize j = 0; j < all_elements_->size (); j++)
+    {
+      Layer_entry e;
+      e.grob_ = all_elements_->grob (j);
+      e.layer_ = robust_scm2int (e.grob_->get_property ("layer"), 1);
 
-       /* Skip empty stencils and grobs that are not in this layer.  */
-       if (!stil
-           || robust_scm2int (g->get_property ("layer"), 1) != i)
-         continue;
+      entries.push_back (e);
+    }
 
-       Offset o (g->relative_coordinate (this, X_AXIS),
-                 g->relative_coordinate (this, Y_AXIS));
+  vector_sort (entries, std::less<Layer_entry> ());
+  for (vsize j = 0; j < entries.size (); j++)
+    {
+      Grob *g = entries[j].grob_;
+      Stencil st = g->get_print_stencil ();
 
-       Offset extra = robust_scm2offset (g->get_property ("extra-offset"),
-                                         Offset (0, 0))
-         * Staff_symbol_referencer::staff_space (g);
+      if (st.expr () == SCM_EOL)
+       continue;
 
-       /* Must copy the stencil, for we cannot change the stencil
-          cached in G.  */
+      Offset o;
+      for (int a = X_AXIS; a < NO_AXES; a++)
+       o[Axis (a)] = g->relative_coordinate (this, Axis (a));
 
-       Stencil st = *stil;
-       st.translate (o + extra);
+      Offset extra = robust_scm2offset (g->get_property ("extra-offset"),
+                                       Offset (0, 0))
+       * Staff_symbol_referencer::staff_space (g);
 
-       *tail = scm_cons (st.expr (), SCM_EOL);
-       tail = SCM_CDRLOC (*tail);
-      }
+      /* Must copy the stencil, for we cannot change the stencil
+        cached in G.  */
+
+      st.translate (o + extra);
+
+      *tail = scm_cons (st.expr (), SCM_EOL);
+      tail = SCM_CDRLOC (*tail);
+    }
 
   if (Stencil *me = get_stencil ())
     exprs = scm_cons (me->expr (), exprs);
@@ -329,79 +528,342 @@ System::get_line ()
   Stencil sys_stencil (Box (x, y),
                       scm_cons (ly_symbol2scm ("combine-stencil"),
                                 exprs));
+  if (debug_skylines)
+    {
+      Skyline_pair *skylines = Skyline_pair::unsmob (get_property ("vertical-skylines"));
+      if (skylines)
+       {
+         Stencil up
+           = Lookup::points_to_line_stencil (0.1, (*skylines)[UP].to_points (X_AXIS));
+         Stencil down
+           = Lookup::points_to_line_stencil (0.1, (*skylines)[DOWN].to_points (X_AXIS));
+         sys_stencil.add_stencil (up.in_color (255, 0, 0));
+         sys_stencil.add_stencil (down.in_color (0, 255, 0));
+       }
+    }
+
+  Grob *left_bound = this->get_bound (LEFT);
+  SCM prop_init = left_bound->get_property ("line-break-system-details");
+  Prob *pl = make_paper_system (prop_init);
+  paper_system_set_stencil (pl, sys_stencil);
+
+  /* information that the page breaker might need */
+  Grob *right_bound = this->get_bound (RIGHT);
+  pl->set_property ("vertical-skylines", this->get_property ("vertical-skylines"));
+  pl->set_property ("page-break-permission", right_bound->get_property ("page-break-permission"));
+  pl->set_property ("page-turn-permission", right_bound->get_property ("page-turn-permission"));
+  pl->set_property ("page-break-penalty", right_bound->get_property ("page-break-penalty"));
+  pl->set_property ("page-turn-penalty", right_bound->get_property ("page-turn-penalty"));
 
   Interval staff_refpoints;
-  staff_refpoints.set_empty ();
-  for (SCM s = get_property ("spaceable-staves");
-       scm_is_pair (s); s = scm_cdr (s))
+  if (Grob *align = get_vertical_alignment ())
     {
-      Grob *g = unsmob_grob (scm_car (s));
-      staff_refpoints.add_point (g->relative_coordinate (this, Y_AXIS));
+      extract_grob_set (align, "elements", staves);
+      for (vsize i = 0; i < staves.size (); i++)
+       if (staves[i]->is_live ()
+           && Page_layout_problem::is_spaceable (staves[i]))
+         staff_refpoints.add_point (staves[i]->relative_coordinate (this,
+                                                                    Y_AXIS));
     }
 
-  Paper_system *pl = new Paper_system (sys_stencil, false);
-  pl->staff_refpoints_ = staff_refpoints;
-  Item *break_point = this->get_bound (LEFT);
-  pl->break_before_penalty_
-    = robust_scm2double (break_point->get_property ("page-penalty"), 0.0);
+  pl->set_property ("staff-refpoint-extent", ly_interval2scm (staff_refpoints));
+  pl->set_property ("system-grob", this->self_scm ());
 
-  return scm_gc_unprotect_object (pl->self_scm ());
+  return pl->unprotect ();
 }
 
-Link_array<Item>
+vector<Item *>
 System::broken_col_range (Item const *left, Item const *right) const
 {
-  Link_array<Item> ret;
+  vector<Item *> ret;
 
   left = left->get_column ();
   right = right->get_column ();
-  SCM s = get_property ("columns");
 
-  while (scm_is_pair (s) && scm_car (s) != right->self_scm ())
-    s = scm_cdr (s);
+  extract_grob_set (this, "columns", cols);
 
-  if (scm_is_pair (s))
-    s = scm_cdr (s);
+  vsize i = Paper_column::get_rank (left);
+  int end_rank = Paper_column::get_rank (right);
+  if (i < cols.size ())
+    i++;
 
-  while (scm_is_pair (s) && scm_car (s) != left->self_scm ())
+  while (i < cols.size ()
+        && Paper_column::get_rank (cols[i]) < end_rank)
     {
-      Paper_column *c = dynamic_cast<Paper_column *> (unsmob_grob (scm_car (s)));
-      if (Item::is_breakable (c) && !c->system_)
-       ret.push (c);
-
-      s = scm_cdr (s);
+      Paper_column *c = dynamic_cast<Paper_column *> (cols[i]);
+      if (Paper_column::is_breakable (c) && !c->get_system ())
+       ret.push_back (c);
+      i++;
     }
 
-  ret.reverse ();
   return ret;
 }
 
 /** Return all columns, but filter out any unused columns , since they might
     disrupt the spacing problem. */
-Link_array<Grob>
-System::columns () const
+vector<Grob *>
+System::used_columns () const
 {
-  Link_array<Grob> acs
-    = extract_grob_array (this, ly_symbol2scm ("columns"));
-  bool found = false;
-  for (int i = acs.size (); i--;)
+  extract_grob_set (this, "columns", ro_columns);
+
+  int last_breakable = ro_columns.size ();
+
+  while (last_breakable--)
+    {
+      if (Paper_column::is_breakable (ro_columns [last_breakable]))
+       break;
+    }
+
+  vector<Grob *> columns;
+  for (int i = 0; i <= last_breakable; i++)
     {
-      bool brb = Item::is_breakable (acs[i]);
-      found = found || brb;
+      if (Paper_column::is_used (ro_columns[i]))
+       columns.push_back (ro_columns[i]);
+    }
 
-      /*
-       the last column should be breakable. Weed out any columns that
-       seem empty. We need to retain breakable columns, in case
-       someone forced a breakpoint.
-      */
-      if (!found || !Paper_column::is_used (acs[i]))
-       acs.del (i);
+  return columns;
+}
+
+Paper_column *
+System::column (vsize which) const
+{
+  extract_grob_set (this, "columns", columns);
+  if (which >= columns.size ())
+    return 0;
+
+  return dynamic_cast<Paper_column *> (columns[which]);
+}
+
+Paper_score *
+System::paper_score () const
+{
+  return pscore_;
+}
+
+int
+System::get_rank () const
+{
+  return rank_;
+}
+
+System *
+get_root_system (Grob *me)
+{
+  Grob *system_grob = me;
+
+  while (system_grob->get_parent (Y_AXIS))
+    system_grob = system_grob->get_parent (Y_AXIS);
+
+  return dynamic_cast<System *> (system_grob);
+}
+
+Grob *
+System::get_vertical_alignment ()
+{
+  extract_grob_set (this, "elements", elts);
+  Grob *ret = 0;
+  for (vsize i = 0; i < elts.size (); i++)
+    if (Align_interface::has_interface (elts[i]))
+      {
+       if (ret)
+         programming_error ("found multiple vertical alignments in this system");
+       ret = elts[i];
+      }
+
+  if (!ret)
+    programming_error ("didn't find a vertical alignment in this system");
+  return ret;
+}
+
+// Finds the furthest staff in the given direction whose x-extent
+// overlaps with the given interval.
+Grob *
+System::get_extremal_staff (Direction dir, Interval const &iv)
+{
+  Grob *align = get_vertical_alignment ();
+  if (!align)
+    return 0;
+
+  extract_grob_set (align, "elements", elts);
+  vsize start = (dir == UP) ? 0 : elts.size () - 1;
+  vsize end = (dir == UP) ? elts.size () : VPOS;
+  for (vsize i = start; i != end; i += dir)
+    {
+      if (Hara_kiri_group_spanner::has_interface (elts[i]))
+       Hara_kiri_group_spanner::consider_suicide (elts[i]);
+
+      Interval intersection = elts[i]->extent (this, X_AXIS);
+      intersection.intersect (iv);
+      if (elts[i]->is_live () && !intersection.is_empty ())
+       return elts[i];
     }
-  return acs;
+  return 0;
 }
 
+Interval
+System::pure_refpoint_extent (vsize start, vsize end)
+{
+  Interval ret;
+  Grob *alignment = get_vertical_alignment ();
+  if (!alignment)
+    return Interval ();
+
+  extract_grob_set (alignment, "elements", staves);
+  vector<Real> offsets = Align_interface::get_pure_minimum_translations (alignment, staves, Y_AXIS, start, end);
+
+  for (vsize i = 0; i < offsets.size (); ++i)
+    if (Page_layout_problem::is_spaceable (staves[i]))
+      {
+       ret[UP] = offsets[i];
+       break;
+      }
+
+  for (vsize i = offsets.size (); i--;)
+    if (Page_layout_problem::is_spaceable (staves[i]))
+      {
+       ret[DOWN] = offsets[i];
+       break;
+      }
+
+  return ret;
+}
+
+Interval
+System::part_of_line_pure_height (vsize start, vsize end, bool begin)
+{
+  Grob *alignment = get_vertical_alignment ();
+  if (!alignment)
+    return Interval ();
+
+  extract_grob_set (alignment, "elements", staves);
+  vector<Real> offsets = Align_interface::get_pure_minimum_translations (alignment, staves, Y_AXIS, start, end);
+
+  Interval ret;
+  for (vsize i = 0; i < staves.size (); ++i)
+    {
+      Interval iv = begin
+       ? Axis_group_interface::begin_of_line_pure_height (staves[i], start)
+       : Axis_group_interface::rest_of_line_pure_height (staves[i], start, end);
+      if (i < offsets.size ())
+       iv.translate (offsets[i]);
+      ret.unite (iv);
+    }
+
+  Interval other_elements = begin
+    ? Axis_group_interface::begin_of_line_pure_height (this, start)
+    : Axis_group_interface::rest_of_line_pure_height (this, start, end);
+
+  ret.unite (other_elements);
+
+  return ret;
+}
+
+Interval
+System::begin_of_line_pure_height (vsize start, vsize end)
+{
+  return part_of_line_pure_height (start, end, true);
+}
+
+Interval
+System::rest_of_line_pure_height (vsize start, vsize end)
+{
+  return part_of_line_pure_height (start, end, false);
+}
+
+// This differs from Axis_group_interface::calc_pure_relevant_grobs
+// because here, we are only interested in those few elements that aren't
+// descended from VerticalAlignment (ie. things like RehearsalMark, BarLine).
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (System, calc_pure_relevant_grobs, 1);
+SCM
+System::calc_pure_relevant_grobs (SCM smob)
+{
+  Grob *me = unsmob_grob (smob);
+
+  extract_grob_set (me, "elements", elts);
+  vector<Grob *> relevant_grobs;
+  SCM pure_relevant_p = ly_lily_module_constant ("pure-relevant?");
+
+  for (vsize i = 0; i < elts.size (); ++i)
+    {
+      if (!Axis_group_interface::has_interface (elts[i]))
+       {
+         if (to_boolean (scm_apply_1 (pure_relevant_p, elts[i]->self_scm (), SCM_EOL)))
+           relevant_grobs.push_back (elts[i]);
+
+         if (Item *it = dynamic_cast<Item*> (elts[i]))
+           {
+             Direction d = LEFT;
+             do
+               {
+                 Item *piece = it->find_prebroken_piece (d);
+                 if (piece && to_boolean (scm_apply_1 (pure_relevant_p, piece->self_scm (), SCM_EOL)))
+                   relevant_grobs.push_back (piece);
+               }
+             while (flip (&d) != LEFT);
+           }
+       }
+    }
+
+  SCM grobs_scm = Grob_array::make_array ();
+
+  unsmob_grob_array (grobs_scm)->set_array (relevant_grobs);
+  return grobs_scm;
+}
+
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (System, height, 1);
+SCM
+System::height (SCM smob)
+{
+  return Axis_group_interface::height (smob);
+}
+
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (System, calc_pure_height, 3);
+SCM
+System::calc_pure_height (SCM smob, SCM start_scm, SCM end_scm)
+{
+  System *me = dynamic_cast<System *> (unsmob_grob (smob));
+  int start = scm_to_int (start_scm);
+  int end = scm_to_int (end_scm);
+
+  Interval begin = me->begin_of_line_pure_height (start, end);
+  Interval rest = me->rest_of_line_pure_height (start, end);
+  begin.unite (rest);
+
+  return ly_interval2scm (begin);
+}
+
+Grob*
+System::get_pure_bound (Direction d, int start, int end)
+{
+  vector<vsize> ranks = pscore_->get_break_ranks ();
+  vector<vsize> indices = pscore_->get_break_indices ();
+  vector<Grob*> cols = pscore_->get_columns ();
+
+  vsize target_rank = (d == LEFT ? start : end);
+  vector<vsize>::const_iterator i =
+    lower_bound (ranks.begin (), ranks.end (), target_rank, std::less<vsize> ());
+
+  if (i != ranks.end () && (*i) == target_rank)
+    return cols[indices[i - ranks.begin ()]];
+  else
+    return 0;
+}
+
+Grob*
+System::get_maybe_pure_bound (Direction d, bool pure, int start, int end)
+{
+  return pure ? get_pure_bound (d, start, end) : get_bound (d);
+}
 
-ADD_INTERFACE (System, "system-interface",
-              "This is the toplevel object: each object in a score "
-              "ultimately has a System object as its X and Y parent. ",
-              "all-elements spaceable-staves columns")
+ADD_INTERFACE (System,
+              "This is the top-level object: Each object in a score"
+              " ultimately has a @code{System} object as its X and"
+              " Y@tie{}parent.",
+
+              /* properties */
+              "all-elements "
+              "columns "
+              "labels "
+              "pure-Y-extent "
+              "skyline-horizontal-padding "
+              );