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unsmob_pitch -> Pitch::unsmob and related
[lilypond.git] / lily / spanner.cc
index 0ae372ded3d4d485541efaeb14c4a351eaa25b1c..80741e4b9582353ea4b25390fedbe627e8d600bc 100644 (file)
@@ -1,20 +1,30 @@
 /*
-  spanner.cc -- implement Spanner
+  This file is part of LilyPond, the GNU music typesetter.
 
-  source file of the GNU LilyPond music typesetter
+  Copyright (C) 1996--2014 Han-Wen Nienhuys <hanwen@xs4all.nl>
 
-  (c) 1996--2007 Han-Wen Nienhuys <hanwen@xs4all.nl>
+  LilyPond is free software: you can redistribute it and/or modify
+  it under the terms of the GNU General Public License as published by
+  the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
+  (at your option) any later version.
+
+  LilyPond is distributed in the hope that it will be useful,
+  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+  GNU General Public License for more details.
+
+  You should have received a copy of the GNU General Public License
+  along with LilyPond.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 */
 
-#include "pointer-group-interface.hh"
 #include "libc-extension.hh"
-#include "paper-column.hh"
+#include "moment.hh"
 #include "paper-column.hh"
 #include "paper-score.hh"
+#include "pointer-group-interface.hh"
 #include "stencil.hh"
 #include "system.hh"
 #include "warn.hh"
-#include "moment.hh"
 
 Grob *
 Spanner::clone () const
@@ -32,105 +42,97 @@ Spanner::do_break_processing ()
   if (!left || !right)
     return;
 
-
   if (get_system () || is_broken ())
     return;
 
   if (left == right)
     {
       /*
-       If we have a spanner spanning one column, we must break it
-       anyway because it might provide a parent for another item.  */
-      Direction d = LEFT;
-      do
-       {
-         Item *bound = left->find_prebroken_piece (d);
-         if (!bound)
-           programming_error ("no broken bound");
-         else if (bound->get_system ())
-           {
-             Spanner *span = dynamic_cast<Spanner *> (clone ());
-             span->set_bound (LEFT, bound);
-             span->set_bound (RIGHT, bound);
-
-             assert (span->get_system ());
-             span->get_system ()->typeset_grob (span);
-             broken_intos_.push_back (span);
-           }
-       }
-      while ((flip (&d)) != LEFT);
+        If we have a spanner spanning one column, we must break it
+        anyway because it might provide a parent for another item.  */
+      for (LEFT_and_RIGHT (d))
+        {
+          Item *bound = left->find_prebroken_piece (d);
+          if (!bound)
+            programming_error ("no broken bound");
+          else if (bound->get_system ())
+            {
+              Spanner *span = dynamic_cast<Spanner *> (clone ());
+              span->set_bound (LEFT, bound);
+              span->set_bound (RIGHT, bound);
+
+              assert (span->get_system ());
+              span->get_system ()->typeset_grob (span);
+              broken_intos_.push_back (span);
+            }
+        }
     }
   else
     {
-      System *root  = get_root_system (this);
-      vector<Item*> break_points = root->broken_col_range (left, right);
+      System *root = get_root_system (this);
+      vector<Item *> break_points = root->broken_col_range (left, right);
 
       break_points.insert (break_points.begin () + 0, left);
       break_points.push_back (right);
 
       Slice parent_rank_slice;
       parent_rank_slice.set_full ();
-      
+
       /*
-       Check if our parent in X-direction spans equally wide
-       or wider than we do.
+        Check if our parent in X-direction spans equally wide
+        or wider than we do.
       */
       for (int a = X_AXIS; a < NO_AXES; a++)
-       {
-         if (Spanner *parent = dynamic_cast<Spanner *> (get_parent ((Axis)a)))
-           {
-             parent_rank_slice.intersect (parent->spanned_rank_interval ());
-           }
-       }
-  
+        {
+          if (Spanner *parent = dynamic_cast<Spanner *> (get_parent ((Axis)a)))
+            parent_rank_slice.intersect (parent->spanned_rank_interval ());
+        }
+
       for (vsize i = 1; i < break_points.size (); i++)
-       {
-         Drul_array<Item *> bounds;
-         bounds[LEFT] = break_points[i - 1];
-         bounds[RIGHT] = break_points[i];
-         Direction d = LEFT;
-         do
-           {
-             if (!bounds[d]->get_system ())
-               bounds[d] = bounds[d]->find_prebroken_piece (- d);
-           }
-         while ((flip (&d)) != LEFT);
-
-         if (!bounds[LEFT] || ! bounds[RIGHT])
-           {
-             programming_error ("bounds of this piece aren't breakable. ");
-             continue;
-           }
-
-         bool ok = parent_rank_slice.contains (bounds[LEFT]->get_column ()->get_rank ());
-         ok = ok && parent_rank_slice.contains (bounds[RIGHT]->get_column ()->get_rank ());
-         
-         if (!ok)
-           {
-             programming_error (to_string ("Spanner `%s' is not fully contained in parent spanner. Ignoring orphaned part",
-                                           name ().c_str ()));
-             continue;
-           }
-           
-         
-         Spanner *span = dynamic_cast<Spanner *> (clone ());
-         span->set_bound (LEFT, bounds[LEFT]);
-         span->set_bound (RIGHT, bounds[RIGHT]);
-
-         if (!bounds[LEFT]->get_system ()
-
-             || !bounds[RIGHT]->get_system ()
-             || bounds[LEFT]->get_system () != bounds[RIGHT]->get_system ())
-           {
-             programming_error ("bounds of spanner are invalid");
-             span->suicide ();
-           }
-         else
-           {
-             bounds[LEFT]->get_system ()->typeset_grob (span);
-             broken_intos_.push_back (span);
-           }
-       }
+        {
+          Drul_array<Item *> bounds;
+          bounds[LEFT] = break_points[i - 1];
+          bounds[RIGHT] = break_points[i];
+          for (LEFT_and_RIGHT (d))
+            {
+              if (!bounds[d]->get_system ())
+                bounds[d] = bounds[d]->find_prebroken_piece (- d);
+            }
+
+          if (!bounds[LEFT] || ! bounds[RIGHT])
+            {
+              programming_error ("bounds of this piece aren't breakable.");
+              continue;
+            }
+
+          bool ok = parent_rank_slice.contains (bounds[LEFT]->get_column ()->get_rank ());
+          ok = ok && parent_rank_slice.contains (bounds[RIGHT]->get_column ()->get_rank ());
+
+          if (!ok)
+            {
+              programming_error (to_string ("Spanner `%s' is not fully contained in parent spanner."
+                                            "  Ignoring orphaned part",
+                                            name ().c_str ()));
+              continue;
+            }
+
+          Spanner *span = dynamic_cast<Spanner *> (clone ());
+          span->set_bound (LEFT, bounds[LEFT]);
+          span->set_bound (RIGHT, bounds[RIGHT]);
+
+          if (!bounds[LEFT]->get_system ()
+              || !bounds[RIGHT]->get_system ()
+              || bounds[LEFT]->get_system () != bounds[RIGHT]->get_system ())
+            {
+              programming_error ("bounds of spanner are invalid");
+              span->suicide ();
+            }
+          else
+            {
+              bounds[LEFT]->get_system ()->typeset_grob (span);
+              broken_intos_.push_back (span);
+            }
+        }
     }
   vector_sort (broken_intos_, Spanner::less);
   for (vsize i = broken_intos_.size (); i--;)
@@ -146,13 +148,11 @@ Spanner::get_break_index () const
 void
 Spanner::set_my_columns ()
 {
-  Direction i = (Direction) LEFT;
-  do
+  for (LEFT_and_RIGHT (d))
     {
-      if (!spanned_drul_[i]->get_system ())
-       set_bound (i, spanned_drul_[i]->find_prebroken_piece ((Direction) -i));
+      if (!spanned_drul_[d]->get_system ())
+        set_bound (d, spanned_drul_[d]->find_prebroken_piece ((Direction) - d));
     }
-  while (flip (&i) != LEFT);
 }
 
 Interval_t<int>
@@ -171,19 +171,22 @@ Interval_t<Moment>
 Spanner::spanned_time () const
 {
   return spanned_time_interval (spanned_drul_[LEFT],
-                               spanned_drul_[RIGHT]);
+                                spanned_drul_[RIGHT]);
 }
 
-
 Item *
 Spanner::get_bound (Direction d) const
 {
-  return spanned_drul_ [d];
+  return spanned_drul_[d];
 }
 
 /*
   Set the items that this spanner spans. If D == LEFT, we also set the
   X-axis parent of THIS to S.
+
+  For example, when a slur crosses a line break, it's broken into two
+  pieces.  The second piece shouldn't be positioned relative to the
+  original NoteColumn, but rather to the PaperColumn after the break.
 */
 void
 Spanner::set_bound (Direction d, Grob *s)
@@ -191,7 +194,7 @@ Spanner::set_bound (Direction d, Grob *s)
   Item *i = dynamic_cast<Item *> (s);
   if (!i)
     {
-      programming_error ("must have Item for spanner bound of " + name());
+      programming_error ("must have Item for spanner bound of " + name ());
       return;
     }
 
@@ -201,7 +204,14 @@ Spanner::set_bound (Direction d, Grob *s)
      We check for System to prevent the column -> line_of_score
      -> column -> line_of_score -> etc situation */
   if (d == LEFT && !dynamic_cast<System *> (this))
-    set_parent (i, X_AXIS);
+    /*
+      If the X-parent is a spanner, it will be split across linebreaks, too,
+      so we shouldn't have to overwrite it with the bound. Also, we need
+      original parent for alignment.
+      This happens e.g. for MultiMeasureRestNumbers and PercentRepeatCounters.
+    */
+    if (!dynamic_cast <Spanner *> (this->get_parent (X_AXIS)))
+      set_parent (i, X_AXIS);
 
   /*
     Signal that this column needs to be kept alive. They need to be
@@ -209,7 +219,6 @@ Spanner::set_bound (Direction d, Grob *s)
 
     [maybe we should try keeping all columns alive?, and perhaps
     inherit position from their (non-)musical brother]
-
   */
   if (dynamic_cast<Paper_column *> (i))
     Pointer_group_interface::add_grob (i, ly_symbol2scm ("bounded-by-me"), this);
@@ -219,26 +228,55 @@ Spanner::Spanner (SCM s)
   : Grob (s)
 {
   break_index_ = 0;
-  spanned_drul_[LEFT] = 0;
-  spanned_drul_[RIGHT] = 0;
+  spanned_drul_.set (0, 0);
+  pure_property_cache_ = SCM_UNDEFINED;
 }
 
 Spanner::Spanner (Spanner const &s)
   : Grob (s)
 {
-  spanned_drul_[LEFT] = spanned_drul_[RIGHT] = 0;
+  spanned_drul_.set (0, 0);
+  pure_property_cache_ = SCM_UNDEFINED;
 }
 
+/*
+  Certain spanners have pre-computed X values that lie either in
+  X-positions or the X key of the alists returned for left-bound-info
+  and right-bound-info.  These are calculated to give the real length
+  of a spanner (which, because of various padding or overhang properties,
+  can extend pass or arrive short of a given bound).  If possible, we
+  use these to calculate the spanner's length, and otherwise, we use
+  the bound.
+
+  For those writing a new spanner, DO NOT use both X-positions and
+  left-bound-info/right-bound-info.
+*/
 Real
 Spanner::spanner_length () const
 {
-  Real l = spanned_drul_[LEFT]->relative_coordinate (0, X_AXIS);
-  Real r = spanned_drul_[RIGHT]->relative_coordinate (0, X_AXIS);
+  Interval lr = robust_scm2interval (get_property ("X-positions"),
+                                     Interval (1, -1));
+
+  if (lr.is_empty ())
+    {
+      Drul_array<SCM> bounds (get_property ("left-bound-info"),
+                              get_property ("right-bound-info"));
+
+      for (LEFT_and_RIGHT (d))
+        lr[d] = robust_scm2double (ly_assoc_get (ly_symbol2scm ("X"),
+                                                 bounds[d], SCM_BOOL_F), -d);
+    }
 
-  if (r < l)
+  if (lr.is_empty ())
+    {
+      for (LEFT_and_RIGHT (d))
+        lr[d] = spanned_drul_[d]->relative_coordinate (0, X_AXIS);
+    }
+
+  if (lr.is_empty ())
     programming_error ("spanner with negative length");
 
-  return r - l;
+  return lr.length ();
 }
 
 System *
@@ -254,7 +292,7 @@ Spanner::get_system () const
 Grob *
 Spanner::find_broken_piece (System *l) const
 {
-  vsize idx = binary_search (broken_intos_, (Spanner *)l, Spanner::less);
+  vsize idx = binary_search (broken_intos_, (Spanner *) l, Spanner::less);
   if (idx != VPOS)
     return broken_intos_ [idx];
   return 0;
@@ -266,8 +304,8 @@ Spanner::broken_neighbor (Direction d) const
   if (!original_)
     return 0;
 
-  vsize k = broken_spanner_index (this);
-  Spanner *orig = dynamic_cast<Spanner*> (original_);
+  vsize k = get_break_index ();
+  Spanner *orig = dynamic_cast<Spanner *> (original_);
   int j = int (k) + d;
   if (j < 0 || vsize (j) >= orig->broken_intos_.size ())
     return 0;
@@ -293,41 +331,15 @@ Spanner::is_broken () const
   return broken_intos_.size ();
 }
 
-/*
-  If this is a broken spanner, return the amount the left end is to be
-  shifted horizontally so that the spanner starts after the initial
-  clef and key on the staves. This is necessary for ties, slurs,
-  crescendo and decrescendo signs, for example.
-*/
-Real
-Spanner::get_broken_left_end_align () const
-{
-  Paper_column *sc = dynamic_cast<Paper_column *> (spanned_drul_[LEFT]->get_column ());
-
-  // Relevant only if left span point is first column in line
-  if (sc != NULL
-      && sc->break_status_dir () == RIGHT)
-    {
-      /*
-       We used to do a full search for the Break_align_item.
-       But that doesn't make a difference, since the Paper_column
-       is likely to contain only a Break_align_item.
-      */
-      return sc->extent (sc, X_AXIS)[RIGHT];
-    }
-
-  return 0.0;
-}
-
 void
 Spanner::derived_mark () const
 {
-  Direction d = LEFT;
-  do
+  scm_gc_mark (pure_property_cache_);
+
+  for (LEFT_and_RIGHT (d))
     if (spanned_drul_[d])
       scm_gc_mark (spanned_drul_[d]->self_scm ());
-  while (flip (&d) != LEFT)
-    ;
+  ;
 
   for (vsize i = broken_intos_.size (); i--;)
     scm_gc_mark (broken_intos_[i]->self_scm ());
@@ -352,58 +364,111 @@ MAKE_SCHEME_CALLBACK (Spanner, set_spacing_rods, 1);
 SCM
 Spanner::set_spacing_rods (SCM smob)
 {
-  Grob *me = unsmob_grob (smob);
+  Grob *me = Grob::unsmob (smob);
   SCM num_length = me->get_property ("minimum-length");
   if (scm_is_number (num_length))
     {
       Rod r;
       Spanner *sp = dynamic_cast<Spanner *> (me);
       System *root = get_root_system (me);
-      Drul_array<Item*> bounds (sp->get_bound (LEFT),
-                               sp->get_bound (RIGHT));
+      Drul_array<Item *> bounds (sp->get_bound (LEFT),
+                                 sp->get_bound (RIGHT));
       if (!bounds[LEFT] || !bounds[RIGHT])
-       return SCM_UNSPECIFIED;
-      
-      vector<Item*> cols (root->broken_col_range (bounds[LEFT]->get_column (),
-                                                 bounds[RIGHT]->get_column ()));
+        return SCM_UNSPECIFIED;
+
+      vector<Item *> cols (root->broken_col_range (bounds[LEFT]->get_column (),
+                                                   bounds[RIGHT]->get_column ()));
 
       if (cols.size ())
-       {
-         Rod r ;
-         r.item_drul_[LEFT] = sp->get_bound (LEFT);
-         r.item_drul_[RIGHT] = cols[0]->find_prebroken_piece (LEFT);
-         r.distance_ = robust_scm2double (num_length, 0);
-         r.add_to_cols ();
-         
-         r.item_drul_[LEFT] = cols.back ()->find_prebroken_piece (RIGHT);
-         r.item_drul_[RIGHT] = sp->get_bound (RIGHT);
-         r.add_to_cols ();
-       }
-          
+        {
+          Rod r;
+          r.item_drul_[LEFT] = sp->get_bound (LEFT);
+          r.item_drul_[RIGHT] = cols[0]->find_prebroken_piece (LEFT);
+          r.distance_ = robust_scm2double (num_length, 0);
+          r.add_to_cols ();
+
+          r.item_drul_[LEFT] = cols.back ()->find_prebroken_piece (RIGHT);
+          r.item_drul_[RIGHT] = sp->get_bound (RIGHT);
+          r.add_to_cols ();
+        }
+
       r.distance_ = robust_scm2double (num_length, 0);
       r.item_drul_[LEFT] = sp->get_bound (LEFT);
       r.item_drul_[RIGHT] = sp->get_bound (RIGHT);
       r.add_to_cols ();
+
+      /*
+        We do not know yet if the spanner is going to have a bound that is
+        broken. To account for this uncertainty, we add the rod twice:
+        once for the central column (see above) and once for the left column
+        (see below). As end_rods_ are never used when rods_ are used and vice
+        versa, this rod will only be accessed once for each spacing
+        configuraiton before line breaking. Then, as a grob never exists in
+        both unbroken and broken forms after line breaking, only one of these
+        two rods will be in the column vector used for spacing in
+        simple-spacer.cc get_line_confugration.
+      */
+      if (Item *left_pbp = sp->get_bound (RIGHT)->find_prebroken_piece (LEFT))
+        {
+          r.item_drul_[RIGHT] = left_pbp;
+          r.add_to_cols ();
+        }
     }
-  
+
   return SCM_UNSPECIFIED;
 }
 
-/*
-  Return I such that SP == SP->ORIGINAL ()->BROKEN_INTOS_[I].
-*/
-int
-broken_spanner_index (Spanner const *sp)
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Spanner, calc_normalized_endpoints, 1);
+SCM
+Spanner::calc_normalized_endpoints (SCM smob)
 {
-  Spanner *parent = dynamic_cast<Spanner *> (sp->original ());
-  /* ugh: casting */
-  return find (parent->broken_intos_, (Spanner*) sp) - parent->broken_intos_.begin ();
+  Spanner *me = unsmob_spanner (smob);
+  SCM result = SCM_EOL;
+
+  Spanner *orig = dynamic_cast<Spanner *> (me->original ());
+
+  orig = orig ? orig : me;
+
+  if (orig->is_broken ())
+    {
+      Real total_width = 0.0;
+      vector<Real> span_data;
+
+      if (!orig->is_broken ())
+        span_data.push_back (orig->spanner_length ());
+      else
+        for (vsize i = 0; i < orig->broken_intos_.size (); i++)
+          span_data.push_back (orig->broken_intos_[i]->spanner_length ());
+
+      vector<Interval> unnormalized_endpoints;
+
+      for (vsize i = 0; i < span_data.size (); i++)
+        {
+          unnormalized_endpoints.push_back (Interval (total_width, total_width + span_data[i]));
+          total_width += span_data[i];
+        }
+
+      for (vsize i = 0; i < unnormalized_endpoints.size (); i++)
+        {
+          SCM t = ly_interval2scm (1 / total_width * unnormalized_endpoints[i]);
+          orig->broken_intos_[i]->set_property ("normalized-endpoints", t);
+          if (me->get_break_index () == i)
+            result = t;
+        }
+    }
+  else
+    {
+      result = scm_cons (scm_from_double (0.0), scm_from_double (1.0));
+      orig->set_property ("normalized-endpoints", result);
+    }
+
+  return result;
 }
 
 Spanner *
 unsmob_spanner (SCM s)
 {
-  return dynamic_cast<Spanner *> (unsmob_grob (s));
+  return dynamic_cast<Spanner *> (Grob::unsmob (s));
 }
 
 MAKE_SCHEME_CALLBACK (Spanner, bounds_width, 1);
@@ -412,27 +477,82 @@ Spanner::bounds_width (SCM grob)
 {
   Spanner *me = unsmob_spanner (grob);
 
-
   Grob *common = me->get_bound (LEFT)->common_refpoint (me->get_bound (RIGHT), X_AXIS);
 
   Interval w (me->get_bound (LEFT)->relative_coordinate (common, X_AXIS),
-             me->get_bound (RIGHT)->relative_coordinate (common, X_AXIS));
-             
+              me->get_bound (RIGHT)->relative_coordinate (common, X_AXIS));
+
   w -= me->relative_coordinate (common, X_AXIS);
 
   return ly_interval2scm (w);
 }
 
-ADD_INTERFACE (Spanner,
-              "Some objects are horizontally spanned between objects.  For"
-              " example, slurs, beams, ties, etc.  These grobs form a subtype"
-              " called @code{Spanner}.  All spanners have two span points"
-              " (these must be @code{Item} objects), one on the left and one"
-              " on the right.  The left bound is also the X@tie{}reference"
-              " point of the spanner.",
-
-              /* properties */
-              "minimum-length "
-              "to-barline "
-              );
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Spanner, kill_zero_spanned_time, 1);
+SCM
+Spanner::kill_zero_spanned_time (SCM grob)
+{
+  Spanner *me = unsmob_spanner (grob);
+  /*
+    Remove the line or hairpin at the start of the line.  For
+    piano voice indicators, it makes no sense to have them at
+    the start of the line.
 
+    I'm not sure what the official rules for glissandi are, but
+    usually the 2nd note of the glissando is "exact", so when playing
+    from the start of the line, there is no need to glide.
+
+    From a typographical p.o.v. this makes sense, since the amount of
+    space left of a note at the start of a line is very small.
+
+    --hwn.
+
+  */
+  if (me->get_bound (LEFT)->break_status_dir ())
+    {
+      Interval_t<Moment> moments = me->spanned_time ();
+      moments [LEFT].grace_part_ = 0;
+      if (moments.length () == Moment (0, 0))
+        me->suicide ();
+    }
+
+  return SCM_UNSPECIFIED;
+}
+
+SCM
+Spanner::get_cached_pure_property (SCM sym, int start, int end)
+{
+  // The pure property cache is indexed by (name start . end), where name is
+  // a symbol, and start and end are numbers referring to the starting and
+  // ending column ranks of the current line.
+  if (scm_hash_table_p (pure_property_cache_) == SCM_BOOL_F)
+    return SCM_UNDEFINED;
+
+  SCM key = scm_cons (sym, scm_cons (scm_from_int (start), scm_from_int (end)));
+  return scm_hash_ref (pure_property_cache_, key, SCM_UNDEFINED);
+}
+
+void
+Spanner::cache_pure_property (SCM sym, int start, int end, SCM val)
+{
+  if (scm_hash_table_p (pure_property_cache_) == SCM_BOOL_F)
+    pure_property_cache_ = scm_c_make_hash_table (17);
+
+  SCM key = scm_cons (sym, scm_cons (scm_from_int (start), scm_from_int (end)));
+  scm_hash_set_x (pure_property_cache_, key, val);
+}
+
+ADD_INTERFACE (Spanner,
+               "Some objects are horizontally spanned between objects.  For"
+               " example, slurs, beams, ties, etc.  These grobs form a subtype"
+               " called @code{Spanner}.  All spanners have two span points"
+               " (these must be @code{Item} objects), one on the left and one"
+               " on the right.  The left bound is also the X@tie{}reference"
+               " point of the spanner.",
+
+               /* properties */
+               "normalized-endpoints "
+               "minimum-length "
+               "spanner-broken "
+               "spanner-id "
+               "to-barline "
+              );