]> git.donarmstrong.com Git - lilypond.git/blobdiff - lily/stem.cc
Merge branch 'master' of git+ssh://jneem@git.sv.gnu.org/srv/git/lilypond
[lilypond.git] / lily / stem.cc
index 940284971a29b658c1f6e7a9a9f300c8ae76489c..09786b750b5d205d4b7f834b6c6fa69fe507453b 100644 (file)
@@ -3,8 +3,8 @@
 
   source file of the GNU LilyPond music typesetter
 
-  (c) 1996--2004 Han-Wen Nienhuys <hanwen@cs.uu.nl>
-    Jan Nieuwenhuizen <janneke@gnu.org>
+  (c) 1996--2007 Han-Wen Nienhuys <hanwen@xs4all.nl>
+  Jan Nieuwenhuizen <janneke@gnu.org>
 
   TODO: This is way too hairy
 
 */
 
 #include "stem.hh"
+#include "spanner.hh"
 
 #include <cmath>               // rint
+using namespace std;
 
-#include "lookup.hh"
+#include "beam.hh"
 #include "directional-element-interface.hh"
+#include "dot-column.hh"
+#include "font-interface.hh"
+#include "international.hh"
+#include "lookup.hh"
+#include "misc.hh"
 #include "note-head.hh"
-#include "warn.hh"
 #include "output-def.hh"
-#include "rhythmic-head.hh"
-#include "font-interface.hh"
 #include "paper-column.hh"
-#include "misc.hh"
-#include "beam.hh"
+#include "pointer-group-interface.hh"
 #include "rest.hh"
-#include "group-interface.hh"
-#include "staff-symbol-referencer.hh"
+#include "rhythmic-head.hh"
 #include "side-position-interface.hh"
-#include "dot-column.hh"
+#include "staff-symbol-referencer.hh"
 #include "stem-tremolo.hh"
+#include "warn.hh"
 
 void
 Stem::set_beaming (Grob *me, int beam_count, Direction d)
@@ -46,8 +49,12 @@ Stem::set_beaming (Grob *me, int beam_count, Direction d)
     }
 
   SCM lst = index_get_cell (pair, d);
-  for (int i = 0; i < beam_count; i++)
-    lst = scm_cons (scm_int2num (i), lst);
+  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);
 }
 
@@ -59,16 +66,17 @@ Stem::get_beaming (Grob *me, Direction d)
     return 0;
 
   SCM lst = index_get_cell (pair, d);
-  return scm_ilength (lst);
-}
 
+  int len = scm_ilength (lst);
+  return max (len, 0);
+}
 
 Interval
 Stem::head_positions (Grob *me)
 {
   if (head_count (me))
     {
-      Drul_array<Grob*> e (extremal_heads (me));
+      Drul_array<Grob *> e (extremal_heads (me));
       return Interval (Staff_symbol_referencer::get_position (e[DOWN]),
                       Staff_symbol_referencer::get_position (e[UP]));
     }
@@ -80,51 +88,23 @@ Stem::chord_start_y (Grob *me)
 {
   Interval hp = head_positions (me);
   if (!hp.is_empty ())
-    return hp[get_direction (me)] * Staff_symbol_referencer::staff_space (me)
+    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_property ("stem-end-position");
-  Real pos;
-  if (!scm_is_number (p))
-    {
-      pos = get_default_stem_end_position (me);
-      me->set_property ("stem-end-position", scm_make_real (pos));
-    }
-  else
-    pos = scm_to_double (p);
 
-  return pos;
-}
-
-Direction
-Stem::get_direction (Grob *me)
-{
-  Direction d = get_grob_direction (me);
-
-  if (!d)
-    {
-      d = get_default_dir (me);
-      // urg, AAARGH!
-      set_grob_direction (me, d);
-    }
-  return d;
-}
 
 void
 Stem::set_stemend (Grob *me, Real se)
 {
   // todo: margins
-  Direction d = get_direction (me);
+  Direction d = get_grob_direction (me);
 
-  if (d && d * head_positions (me)[get_direction (me)] >= se*d)
-    me->warning (_ ("Weird stem size; check for narrow beams"));
+  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_make_real (se));
+  me->set_property ("stem-end-position", scm_from_double (se));
 }
 
 /* Note head that determines hshift for upstems
@@ -132,16 +112,17 @@ Stem::set_stemend (Grob *me, Real se)
 Grob *
 Stem::support_head (Grob *me)
 {
-  if (head_count (me) == 1)
-    /* UGH. */
-    return unsmob_grob (scm_car (me->get_property ("note-heads")));
+  extract_grob_set (me, "note-heads", heads);
+  if (heads.size () == 1)
+    return heads[0];
+
   return first_head (me);
 }
 
 int
 Stem::head_count (Grob *me)
 {
-  return Pointer_group_interface::count (me, "note-heads");
+  return Pointer_group_interface::count (me, ly_symbol2scm ("note-heads"));
 }
 
 /* The note head which forms one end of the stem.
@@ -149,7 +130,7 @@ Stem::head_count (Grob *me)
 Grob *
 Stem::first_head (Grob *me)
 {
-  Direction d = get_direction (me);
+  Direction d = get_grob_direction (me);
   if (d)
     return extremal_heads (me)[-d];
   return 0;
@@ -159,31 +140,31 @@ Stem::first_head (Grob *me)
 Grob *
 Stem::last_head (Grob *me)
 {
-  Direction d = get_direction (me);
+  Direction d = get_grob_direction (me);
   if (d)
     return extremal_heads (me)[d];
-  return 0;  
+  return 0;
 }
 
 /*
   START is part where stem reaches `last' head.
 
-  This function returns a drul with (bottom-head, top-head). 
-
+  This function returns a drul with (bottom-head, top-head).
 */
-Drul_array<Grob*>
+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 (0, 0);
-  for (SCM s = me->get_property ("note-heads"); scm_is_pair (s);
-       s = scm_cdr (s))
+  extract_grob_set (me, "note-heads", heads);
+
+  for (vsize i = heads.size (); i--;)
     {
-      Grob *n = unsmob_grob (scm_car (s));
+      Grob *n = heads[i];
       int p = Staff_symbol_referencer::get_rounded_position (n);
 
       Direction d = LEFT;
@@ -194,40 +175,35 @@ Stem::extremal_heads (Grob *me)
              exthead[d] = n;
              extpos[d] = p;
            }
-       } while (flip (&d) != DOWN);
+       }
+      while (flip (&d) != DOWN);
     }
   return exthead;
 }
 
-static int
-integer_compare (int const &a, int const &b)
-{
-  return a - b;
-}
-
 /* The positions, in ascending order.  */
-Array<int>
+vector<int>
 Stem::note_head_positions (Grob *me)
 {
-  Array<int> ps ;
-  for (SCM s = me->get_property ("note-heads"); scm_is_pair (s);
-       s = scm_cdr (s))
+  vector<int> ps;
+  extract_grob_set (me, "note-heads", heads);
+
+  for (vsize i = heads.size (); i--;)
     {
-      Grob *n = unsmob_grob (scm_car (s));
+      Grob *n = heads[i];
       int p = Staff_symbol_referencer::get_rounded_position (n);
 
-      ps.push (p);
+      ps.push_back (p);
     }
 
-  ps.sort (integer_compare);
+  vector_sort (ps, less<int> ());
   return ps;
 }
 
 void
 Stem::add_head (Grob *me, Grob *n)
 {
-  n->set_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_grob (me, ly_symbol2scm ("note-heads"), n);
@@ -238,129 +214,103 @@ Stem::add_head (Grob *me, Grob *n)
 bool
 Stem::is_invisible (Grob *me)
 {
-  Real stemlet_length = robust_scm2double (me->get_property ("stemlet-length"),
-                                          0.0);
-  
-  return !((head_count (me)
-           || stemlet_length > 0.0)
-          && scm_to_int (me->get_property ("duration-log")) >= 1);
+  return !is_normal_stem (me)
+    && (robust_scm2double (me->get_property ("stemlet-length"),
+                          0.0) == 0.0);
 }
 
-Direction
-Stem::get_default_dir (Grob *me)
+
+bool
+Stem::is_normal_stem (Grob *me)
 {
-  int staff_center = 0;
-  Interval hp = head_positions (me);
-  if (hp.is_empty ())
-    return CENTER;
+  return head_count (me) && scm_to_int (me->get_property ("duration-log")) >= 1;
+}
 
-  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));
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem, pure_height, 3)
+SCM
+Stem::pure_height (SCM smob, SCM start, SCM end)
+{
+  (void) start;
+  (void) end;
 
-  return to_dir (me->get_property ("neutral-direction"));
-}
+  Grob *me = unsmob_grob (smob);
+  Interval iv;
 
-Real
-Stem::get_default_stem_end_position (Grob *me)
-{
+  if (!is_normal_stem (me))
+    return ly_interval2scm (iv);
+
+  /* if we are part of a cross-staff beam, return empty */
+  if (get_beam (me) && Beam::is_cross_staff (get_beam (me)))
+    return ly_interval2scm (iv);
+  
   Real ss = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
-  int durlog = duration_log (me);
-  SCM s;
-  Array<Real> a;
+  Real len = scm_to_double (calc_length (smob)) * ss / 2;
+  Direction dir = get_grob_direction (me);
 
-  /* WARNING: IN HALF SPACES */
-  Real length = 7;
-  SCM scm_len = me->get_property ("length");
-  if (scm_is_number (scm_len))
-    length = scm_to_double (scm_len);
+  Interval hp = head_positions (me);
+  if (dir == UP)
+    iv = Interval (0, len);
   else
-    {
-      s = me->get_property ("lengths");
-      if (scm_is_pair (s))
-       length = 2 * scm_to_double (robust_list_ref (durlog - 2, s));
-    }
+    iv = Interval (-len, 0);
 
-  /* URGURGURG
-     'set-default-stemlen' sets direction too.   */
-  Direction dir = get_direction (me);
-  if (!dir)
-    {
-      dir = get_default_dir (me);
-      set_grob_direction (me, dir);
-    }
+  if (!hp.is_empty ())
+    iv.translate (hp[dir] * ss / 2);
 
-  /* Stems in unnatural (forced) direction should be shortened,
-     according to [Roush & Gourlay] */
-  Interval hp = head_positions (me);
-  if (dir && dir * hp[dir] >= 0)
-    {
-      SCM sshorten = me->get_property ("stem-shorten");
-      SCM scm_shorten = scm_is_pair (sshorten) ?
-       robust_list_ref ((duration_log (me) - 2) >? 0, sshorten): SCM_EOL;
-      Real shorten = 2* robust_scm2double (scm_shorten,0);
+  return ly_interval2scm (iv);
+}
 
-      /* On boundary: shorten only half */
-      if (abs (head_positions (me)[dir]) <= 1)
-       shorten *= 0.5;
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem, calc_stem_end_position, 1)
+SCM
+Stem::calc_stem_end_position (SCM smob)
+{
+  Grob *me = unsmob_grob (smob);
 
-      length -= shorten;
-    }
+  if (!head_count (me))
+    return scm_from_double (0.0);
 
-  /* Tremolo stuff.  */
-  Grob *t_flag = unsmob_grob (me->get_property ("tremolo-flag"));
-  if (t_flag && !unsmob_grob (me->get_property ("beam")))
+  if (Grob *beam = get_beam (me))
     {
-      /* 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::raw_stencil (t_flag).extent (Y_AXIS).length  ()
-       / ss;
-
-      if (durlog >= 3)
-       {
-         Interval flag_ext = flag (me).extent (Y_AXIS);
-         if (!flag_ext.is_empty ())
-           minlen += 2 * flag_ext.length () / ss;
-
-         /* The clash is smaller for down stems (since the tremolo is
-            angled up.) */
-         if (dir == DOWN)
-           minlen -= 1.0;
-       }
-      length = length >? (minlen + 1.0);
+      (void) beam->get_property ("quantized-positions");
+      return me->get_property ("stem-end-position");
     }
+  
+  Real ss = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
+  int durlog = duration_log (me);
+  vector<Real> a;
+
+  /* WARNING: IN HALF SPACES */
+  Real length = robust_scm2double (me->get_property ("length"), 7);
 
-  Real st = dir ? hp[dir] + dir * length : 0;
+  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_b = to_boolean (me->get_property ("no-stem-extend"));
-  if (!no_extend_b && dir * st < 0)
-    st = 0.0;
+  if (!no_extend_b && dir * stem_end < 0)
+    stem_end = 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
       && durlog > 2)
     {
-      Grob * closest_to_flag = extremal_heads (me)[dir];
-      Grob * dots = closest_to_flag
-       ? Rhythmic_head::get_dots (closest_to_flag ) : 0;
+      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 / ss;
+         Interval flag_yext = flag (me).extent (Y_AXIS) * (2 / ss) + stem_end;
 
          /* Very gory: add myself to the X-support of the parent,
             which should be a dot-column. */
-         if (dir * (st + flagy - dp) < 0.5)
+         
+         if (flag_yext.distance (dp) < 0.5)
            {
              Grob *par = dots->get_parent (X_AXIS);
 
@@ -375,9 +325,79 @@ Stem::get_default_stem_end_position (Grob *me)
            }
        }
     }
-  return st;
+
+  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);
+
+  Real ss = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
+  Real length = 7;
+  SCM s = scm_cdr (scm_assq (ly_symbol2scm ("lengths"), details));
+  if (scm_is_pair (s))
+    length = 2 * scm_to_double (robust_list_ref (durlog - 2, s));
+
+  Direction dir = get_grob_direction (me);
+
+  /* Stems in unnatural (forced) direction should be shortened,
+     according to [Roush & Gourlay] */
+  Interval hp = head_positions (me);
+  if (dir && dir * hp[dir] >= 0)
+    {
+      SCM sshorten = scm_cdr (scm_assq (ly_symbol2scm ("stem-shorten"), details));
+      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);
+
+      /* On boundary: shorten only half */
+      if (abs (head_positions (me)[dir]) <= 1)
+       shorten *= 0.5;
+
+      length -= shorten;
+    }
+
+  length *= robust_scm2double (me->get_property ("length-fraction"), 1.0);
+
+  /* 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);
+}
 /* The log of the duration (Number of hooks on the flag minus two)  */
 int
 Stem::duration_log (Grob *me)
@@ -386,47 +406,70 @@ Stem::duration_log (Grob *me)
   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)
 {
+  Grob *me = unsmob_grob (smob);  
   if (!head_count (me))
-    return;
+    return SCM_BOOL_T;
 
-  Link_array<Grob> heads =
-    Pointer_group_interface__extract_grobs (me, (Grob*) 0, "note-heads");
-
-  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 = hed->extent (hed, X_AXIS)[dir];
-  for (int i = 0; i < heads.size (); i++)
-    heads[i]->translate_axis (w - heads[i]->extent (heads[i], X_AXIS)[dir],
-                             X_AXIS);
+  if (!dir)
+    {
+      programming_error ("Stem dir must be up or down.");
+      dir = UP;
+      set_grob_direction (me, dir);
+    }
 
+  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 (int i = 1; i < heads.size (); i ++)
+  for (vsize i = 1; i < heads.size (); i++)
     {
       Real p = Staff_symbol_referencer::get_position (heads[i]);
-      Real dy =fabs (lastpos- p);
+      Real dy = fabs (lastpos- p);
 
       /*
-       dy should always be 0.5, 0.0, 1.0, but provide safety margin
-       for rounding errors.
+       dy should always be 0.5, 0.0, 1.0, but provide safety margin
+       for rounding errors.
       */
-      if (dy < 1.1)            
+      if (dy < 1.1)
        {
          if (parity)
            {
              Real ell = heads[i]->extent (heads[i], X_AXIS).length ();
 
-             Direction d = get_direction (me);
+             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.
@@ -444,18 +487,18 @@ Stem::position_noteheads (Grob *me)
                heads[i]->translate_axis (-thick * (2 - reverse_overlap) * d,
                                          X_AXIS);
 
-            /* TODO:
-               
+             /* 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  <- kern this.
+             |
              X
-       
+
              */
            }
          parity = !parity;
@@ -465,83 +508,121 @@ Stem::position_noteheads (Grob *me)
 
       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);
-
-  /*
-    Do the calculations for visible stems, but also for invisible stems
-    with note heads (i.e. half notes.)
-   */
-  if (head_count (me))
+  Direction dir = CENTER;
+  if (Grob *beam = unsmob_grob (me->get_object ("beam")))
+    {
+      SCM ignore_me = beam->get_property ("direction");
+      (void) ignore_me;
+      dir = get_grob_direction (me);
+    }
+  else
     {
-      stem_end_position (me);  // ugh. Trigger direction calc.
-      position_noteheads (me);
+      SCM dd = me->get_property ("default-direction");
+      dir = to_dir (dd);
+      if (!dir)
+       return me->get_property ("neutral-direction");
     }
   
-  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)scm_to_int (ax);
   Grob *me = unsmob_grob (smob);
-  assert (a == Y_AXIS);
 
-  /*
-    ugh. - this dependency should be automatic.
-  */
-  Grob *beam= get_beam (me);
-  if (beam)
+  Direction dir = CENTER;
+  int staff_center = 0;
+  Interval hp = head_positions (me);
+  if (!hp.is_empty ())
     {
-      Beam::after_line_breaking (beam->self_scm ());
+      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);
+}
 
-  SCM mol = me->get_uncached_stencil ();
-  Interval iv;
-  if (mol != SCM_EOL)
-    iv = unsmob_stencil (mol)->extent (a);
-  if (Grob *b =get_beam (me))
+
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem, height, 1);
+SCM
+Stem::height (SCM smob)
+{
+  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)
+    {
+      /* trigger set-stem-lengths. */
+      beam->get_property ("quantized-positions");
+    }
+
+  /*
+    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)
     {
-      Direction d = get_direction (me);
-      iv[d] += d * Beam::get_thickness (b) * 0.5 ;
+      if (dir == CENTER)
+       {
+         programming_error ("no stem direction");
+         dir = UP;
+       }
+      iv[dir] += dir * Beam::get_thickness (beam) * 0.5;
     }
 
   return ly_interval2scm (iv);
 }
 
+Real
+Stem::stem_end_position (Grob *me)
+{
+  return robust_scm2double (me->get_property ("stem-end-position"), 0);
+}
 
 Stencil
 Stem::flag (Grob *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;
+  int log = duration_log (me);
+  if (log < 3
+      || unsmob_grob (me->get_object ("beam")))
+    return Stencil ();
+
+  /*
+    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 ();
 
   bool adjust = true;
 
-  String staffline_offs;
-  if (String::compare (flag_style, "mensural") == 0)
+  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,
@@ -552,36 +633,32 @@ Stem::flag (Grob *me)
     {
       if (adjust)
        {
-         int p = (int)(rint (stem_end_position (me)));
-         staffline_offs =
-           Staff_symbol_referencer::on_staffline (me, p) ? "0" : "1";
+         int p = (int) (rint (stem_end_position (me)));
+         staffline_offs
+           = Staff_symbol_referencer::on_line (me, p) ? "0" : "1";
        }
       else
-       {
-         staffline_offs = "2";
-       }
+       staffline_offs = "2";
     }
   else
-    {
-      staffline_offs = "";
-    }
+    staffline_offs = "";
 
-  char dir = (get_direction (me) == UP) ? 'u' : 'd';
-  String font_char = flag_style
-    + to_string (dir) + staffline_offs + to_string (duration_log (me));
+  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);
+  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))
     {
-      String stroke_style = ly_scm2string (stroke_style_scm);
-      if (!stroke_style.is_empty ())
+      string stroke_style = ly_scm2string (stroke_style_scm);
+      if (!stroke_style.empty ())
        {
-         String font_char = to_string (dir) + stroke_style;
-         Stencil stroke = fm->find_by_name ("flags-" + font_char);
+         string font_char = to_string (dir) + stroke_style;
+         Stencil stroke = fm->find_by_name ("flags." + font_char);
          if (stroke.is_empty ())
            me->warning (_f ("flag stroke `%s' not found", font_char));
          else
@@ -592,30 +669,27 @@ Stem::flag (Grob *me)
   return flag;
 }
 
-MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem,dim_callback,2);
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem, width, 1);
 SCM
-Stem::dim_callback (SCM e, SCM ax)
+Stem::width (SCM e)
 {
-  Axis a = (Axis) scm_to_int (ax);
-  assert (a == X_AXIS);
   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.set_empty ();
-    }    
-  else if (unsmob_grob (me->get_property ("beam")) || abs (duration_log (me)) <= 2)
-    {
-      r = Interval (-1,1);
-      r *= thickness (me)/2; 
+      r = Interval (-1, 1);
+      r *= thickness (me) / 2;
     }
   else
     {
-      r = flag (me).extent (X_AXIS)
-       + thickness (me)/2;
-    }  
+      r = Interval (-1, 1) * thickness (me) * 0.5;
+      r.unite (flag (me).extent (X_AXIS));
+    }
   return ly_interval2scm (r);
 }
 
@@ -631,35 +705,35 @@ SCM
 Stem::print (SCM smob)
 {
   Grob *me = unsmob_grob (smob);
+  Grob *beam = get_beam (me);
+    
   Stencil mol;
-  Direction d = get_direction (me);
+  Direction d = get_grob_direction (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"))
+  Grob *lh
+    to_boolean (me->get_property ("avoid-note-head"))
     ? last_head (me)
-    : lh = first_head (me);
-  Grob *beam = get_beam (me);
+    : first_head (me);
 
   if (!lh && !stemlet)
     return SCM_EOL;
 
-  if (stemlet && !beam)
+  if (!lh && stemlet && !beam)
     return SCM_EOL;
-    
+
   if (is_invisible (me))
     return SCM_EOL;
 
-  Real y2 = stem_end_position (me);
+  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)
@@ -670,153 +744,182 @@ Stem::print (SCM smob)
 
       y2 -= d
        * (0.5 * beam_thickness
-          + beam_translation * (0 >? (beam_count - 1))
+          + beam_translation * max (0, (beam_count - 1))
           + stemlet_length) / half_space;
     }
 
-  Interval stem_y (y1 <? y2,y2 >? y1);
+  Interval stem_y (min (y1, y2), max (y2, y1));
 
-  if (Grob *hed = support_head (me))
+  if (Grob *head = support_head (me))
     {
       /*
        must not take ledgers into account.
-       */
-      Interval head_height = hed->extent (hed,Y_AXIS);
-      Real y_attach = Note_head::stem_attachment_coordinate (hed, Y_AXIS);
+      */
+      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;
+      stem_y[Direction (-d)] += d * y_attach / half_space;
     }
 
-
   // URG
   Real stem_width = thickness (me);
-  Real blot =
-       me->get_layout ()->get_dimension (ly_symbol2scm ("blotdiameter"));
+  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));
+  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);
 
-  if (!get_beam (me) && abs (duration_log (me)) > 2)
-    {
-      Stencil fl = flag (me);
-      fl.translate_axis (stem_y[d]*half_space - d * blot/2, Y_AXIS);
-      fl.translate_axis (stem_width/2, X_AXIS);
-      mol.add_stencil (fl);
-    }
+  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 = 0.0;
+  Grob *me = unsmob_grob (smob);
+
+  extract_grob_set (me, "rests", rests);
+  if (rests.size ())
+    {
+      Grob *rest = rests.back ();
+      Real r = rest->extent (rest, X_AXIS).center ();
+      return scm_from_double (r);
+    }
+
   
   if (Grob *f = first_head (me))
     {
       Interval head_wid = f->extent (f, X_AXIS);
       Real attach = 0.0;
-       
+
       if (is_invisible (me))
        attach = 0.0;
       else
        attach = Note_head::stem_attachment_coordinate (f, X_AXIS);
-       
-      Direction d = get_direction (me);
+
+      Direction d = get_grob_direction (me);
       Real real_attach = head_wid.linear_combination (d * attach);
-      r = real_attach;
-       
+      Real r = real_attach;
+
       /* If not centered: correct for stem thickness.  */
       if (attach)
        {
          Real rule_thick = thickness (me);
-         r += - d * rule_thick * 0.5;
+         r += -d * rule_thick * 0.5;
        }
+      return scm_from_double (r);
     }
-  else
-    {
-      SCM rests = me->get_property ("rests");
-      if (scm_is_pair (rests))
-       {
-         Grob * rest = unsmob_grob (scm_car (rests));
-         r = rest->extent (rest, X_AXIS).center ();
-       }
-    }
-  return scm_make_real (r);
+
+  programming_error ("Weird stem.");
+  return scm_from_double (0.0);
 }
 
 Spanner *
 Stem::get_beam (Grob *me)
 {
-  SCM b = me->get_property ("beam");
-  return dynamic_cast<Spanner*> (unsmob_grob (b));
+  SCM b = me->get_object ("beam");
+  return dynamic_cast<Spanner *> (unsmob_grob (b));
 }
 
 Stem_info
 Stem::get_stem_info (Grob *me)
 {
-  /* Return cached info if available */
-  SCM scm_info = me->get_property ("stem-info");
-  if (!scm_is_pair (scm_info))
-    {
-      calc_stem_info (me);
-      scm_info = me->get_property ("stem-info");
-    }
-
   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;
 }
 
-
-/* TODO: add extra space for tremolos!  */
-void
-Stem::calc_stem_info (Grob *me)
+MAKE_SCHEME_CALLBACK(Stem, calc_stem_info, 1);
+SCM
+Stem::calc_stem_info (SCM smob)
 {
+  Grob *me = unsmob_grob (smob);
   Direction my_dir = get_grob_direction (me);
 
   if (!my_dir)
     {
-      programming_error ("No stem dir set?");
-      my_dir  = UP;
+      programming_error ("no stem dir set");
+      my_dir = UP;
     }
 
   Real staff_space = Staff_symbol_referencer::staff_space (me);
   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_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 lengths = me->get_property ("beamed-lengths");
-  Real ideal_length =
-    scm_to_double (robust_list_ref (beam_count - 1,lengths))
-               
+  SCM details = me->get_property ("details");
+  SCM lengths = scm_cdr (scm_assq (ly_symbol2scm ("beamed-lengths"), details));
+  
+  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
-    ;
+     */
+    - 0.5 * beam_thickness;
 
   /* Condition: sane minimum free stem length (chord to beams) */
-  lengths = me->get_property ("beamed-minimum-free-lengths");
-  Real ideal_minimum_free =
-    scm_to_double (robust_list_ref (beam_count - 1, lengths))
-    * staff_space;
+  lengths = scm_cdr (scm_assq (ly_symbol2scm ("beamed-minimum-free-lengths"), details));
+
+  Real ideal_minimum_free
+    = scm_to_double (robust_list_ref (beam_count - 1, lengths))
+    * staff_space
+    * length_fraction;
 
+  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;
+    }
 
+  
   /* UGH
      It seems that also for ideal minimum length, we must use
      the maximum beam count (for this direction):
@@ -829,57 +932,57 @@ Stem::calc_stem_info (Grob *me)
 
   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;
 
-  ideal_length = ideal_length >? ideal_minimum_length;
+  ideal_length = max (ideal_length, ideal_minimum_length);
 
   /* Convert to Y position, calculate for dir == UP */
-  Real note_start =
-    /* staff positions */
+  Real note_start
+    =     /* staff positions */
     head_positions (me)[my_dir] * 0.5
     * my_dir * staff_space;
   Real ideal_y = note_start + ideal_length;
 
-
   /* Conditions for Y position */
 
   /* Lowest beam of (UP) beam must never be lower than second staffline
 
-     Reference?
+  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.
+  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?
+  Reference?
 
-     Obviously not for grace beams.
+  Obviously not for grace beams.
 
-     Also, not for knees.  Seems to be a good thing. */
+  Also, not for knees.  Seems to be a good thing. */
   bool no_extend_b = to_boolean (me->get_property ("no-stem-extend"));
   bool is_knee = to_boolean (beam->get_property ("knee"));
   if (!no_extend_b && !is_knee)
     {
       /* Highest beam of (UP) beam must never be lower than middle
         staffline */
-      ideal_y =        ideal_y >? 0;
+      ideal_y = max (ideal_y, 0.0);
       /* Lowest beam of (UP) beam must never be lower than second staffline */
-      ideal_y =        ideal_y >? (-staff_space
-                           - beam_thickness + height_of_my_beams);
+      ideal_y = max (ideal_y, (-staff_space
+                              - beam_thickness + height_of_my_beams));
     }
 
-
   ideal_y -= robust_scm2double (beam->get_property ("shorten"), 0);
 
-  Real minimum_free =
-    scm_to_double (robust_list_ref
-                  (beam_count - 1,
-                   me->get_property
-                   ("beamed-extreme-minimum-free-lengths")))
-    * staff_space;
+  SCM bemfl = scm_cdr (scm_assq (ly_symbol2scm ("beamed-extreme-minimum-free-lengths"),
+                                details));
+  
+  Real minimum_free
+    = scm_to_double (robust_list_ref (beam_count - 1, bemfl))
+    * staff_space
+    * length_fraction;
 
-  Real minimum_length = minimum_free
+  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;
@@ -888,36 +991,83 @@ Stem::calc_stem_info (Grob *me)
   Real minimum_y = note_start + minimum_length;
   Real shortest_y = minimum_y * my_dir;
 
-  me->set_property ("stem-info",
-                   scm_list_2 (scm_make_real (ideal_y),
-                               scm_make_real (shortest_y)));
+  return scm_list_2 (scm_from_double (ideal_y),
+                    scm_from_double (shortest_y));
 }
 
 Slice
 Stem::beam_multiplicity (Grob *stem)
 {
-  SCM beaming= stem->get_property ("beaming");
+  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::is_cross_staff (Grob *stem)
+{
+  Grob *beam = unsmob_grob (stem->get_object ("beam"));
+  return beam && Beam::is_cross_staff (beam);
+}
+
+MAKE_SCHEME_CALLBACK (Stem, cross_staff, 1)
+SCM
+Stem::cross_staff (SCM smob)
+{
+  return scm_from_bool (is_cross_staff (unsmob_grob (smob)));
+}
 
 /* FIXME:  Too many properties  */
-ADD_INTERFACE (Stem, "stem-interface",
+ADD_INTERFACE (Stem,
               "The stem represent the graphical stem.  "
               "In addition, it internally connects note heads, beams and"
               "tremolos. "
-              "Rests and whole notes have invisible stems.",
-              "tremolo-flag french-beaming "
-              "avoid-note-head thickness "
-              "stemlet-length rests "
-              "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 "
-              "note-heads direction length flag-style "
-              "no-stem-extend stroke-style");
+              "Rests and whole notes have invisible stems."
+
+              "\n\nThe following properties may be set in the details list." 
+              "@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/beams."
+              "@end table\n"
+              ,
+
+              /* properties */
+              "avoid-note-head "
+              "beam "
+              "beaming "
+              "default-direction "
+              "details "
+              "direction "
+              "duration-log "
+              "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 "
+              );
 
 /****************************************************************/