src/ltj-direction.lua

   1 --
   2 -- src/ltj-direction.lua
   3 --
   4
   5 luatexja.load_module('base');      local ltjb = luatexja.base
   6 luatexja.load_module('stack');     local ltjs = luatexja.stack
   7 luatexja.direction = {}
   8
   9 local attr_dir = luatexbase.attributes['ltj@dir']
  10 local attr_icflag = luatexbase.attributes['ltj@icflag']
  11
  12 local cat_lp = luatexbase.catcodetables['latex-package']
  13 local to_node = node.direct.tonode
  14 local to_direct = node.direct.todirect
  15 local has_attr = node.direct.has_attribute
  16 local set_attr = node.direct.set_attribute
  17 local insert_before = node.direct.insert_before
  18 local insert_after = node.direct.insert_after
  19 local getid = node.direct.getid
  20 local getsubtype = node.direct.getsubtype
  21 local getlist = node.direct.getlist
  22 local setfield = node.direct.setfield
  23 local getfield = node.direct.getfield
  24 local node_new = node.direct.new
  25 local node_tail = node.direct.tail
  26 local node_free = node.direct.free
  27 local node_remove = node.direct.remove
  28 local node_next = node.direct.getnext
  29 local traverse = node.direct.traverse
  30 local traverse_id = node.direct.traverse_id
  31 local start_time_measure, stop_time_measure
  32    = ltjb.start_time_measure, ltjb.stop_time_measure
  33 local abs = math.abs
  34
  35 local id_kern = node.id('kern')
  36 local id_hlist = node.id('hlist')
  37 local id_vlist = node.id('vlist')
  38 local id_whatsit = node.id('whatsit')
  39 local sid_save = node.subtype('pdf_save')
  40 local sid_restore = node.subtype('pdf_restore')
  41 local sid_matrix = node.subtype('pdf_setmatrix')
  42 local sid_user = node.subtype('user_defined')
  43
  44 local tex_nest = tex.nest
  45 local tex_getcount = tex.getcount
  46 local ensure_tex_attr = ltjb.ensure_tex_attr
  47 local PROCESSED    = luatexja.icflag_table.PROCESSED
  48 local PROCESSED_BEGIN_FLAG = luatexja.icflag_table.PROCESSED_BEGIN_FLAG
  49 local PACKED       = luatexja.icflag_table.PACKED
  50 local DIR  = luatexja.userid_table.DIR
  51 local dir_tate = luatexja.dir_table.dir_tate
  52 local dir_yoko = luatexja.dir_table.dir_yoko
  53 local dir_dtou = luatexja.dir_table.dir_dtou
  54 local dir_utod = luatexja.dir_table.dir_utod
  55 local dir_math_mod    = luatexja.dir_table.dir_math_mod
  56 local dir_node_auto   = luatexja.dir_table.dir_node_auto
  57 local dir_node_manual = luatexja.dir_table.dir_node_manual
  58 local function get_attr_icflag(p)
  59    return (has_attr(p, attr_icflag) or 0) % PROCESSED_BEGIN_FLAG
  60 end
  61
  62 local page_direction
  63 --
  64 local dir_pool
  65 do
  66    local node_copy = node.direct.copy
  67    dir_pool = {}
  68    for _,i in pairs({dir_tate, dir_yoko, dir_dtou, dir_utod}) do
  69       local w = node_new(id_whatsit, sid_user)
  70       set_attr(w, attr_dir, i)
  71       setfield(w, 'user_id', DIR)
  72       setfield(w, 'type', 110)
  73       setfield(w, 'next', nil)
  74       dir_pool[i] = function () return node_copy(w) end
  75    end
  76 end
  77
  78 --
  79 local function adjust_badness(hd)
  80    if not node_next(hd) and getid(hd)==id_whatsit and getsubtype(hd)==sid_user
  81    and getfield(hd, 'user_id')==DIR then
  82       -- avoid double whatsit
  83       luatexja.global_temp=tex.globaldefs; tex.globaldefs=0
  84       luatexja.hbadness_temp=tex.hbadness; tex.hbadness=10000
  85       luatexja.vbadness_temp=tex.vbadness; tex.vbadness=10000
  86    else
  87       luatexja.global_temp = nil
  88       luatexja.hbadness_temp=nil
  89       luatexja.vbadness_temp=nil
  90    end
  91 end
  92
  93 local get_dir_count, get_adjust_dir_count
  94 do
  95    local function get_dir_count_inner(h)
  96       if h then
  97          if h.id==id_whatsit and h.subtype==sid_user and h.user_id==DIR then
  98                local ic = node.has_attribute(h, attr_icflag) or 0
  99                return (ic<PROCESSED_BEGIN_FLAG)
 100                   and (node.has_attribute(h,attr_dir)%dir_node_auto) or 0
 101          else
 102             return 0
 103          end
 104       else
 105          return 0
 106       end
 107    end
 108    function get_dir_count()
 109       for i=tex_nest.ptr, 1, -1 do
 110          local h = tex_nest[i].head.next
 111          if h then
 112             local t = get_dir_count_inner(h)
 113             if t~=0 then return t end
 114          end
 115       end
 116       return page_direction
 117    end
 118    function get_adjust_dir_count()
 119       for i=tex_nest.ptr, 1, -1 do
 120          local v = tex_nest[i]
 121          local h, m = v.head.next, v.mode
 122          if abs(m)== ltjs.vmode and h then
 123             local t = get_dir_count_inner(h)
 124             if t~=0 then return t end
 125          end
 126       end
 127       return page_direction
 128    end
 129    luatexja.direction.get_dir_count = get_dir_count
 130    luatexja.direction.get_adjust_dir_count = get_adjust_dir_count
 131 end
 132
 133
 134 -- \tate, \yoko，\dtou, \utod
 135 do
 136    local node_next = node.next
 137    local node_set_attr = node.set_attribute
 138    local node_traverse = node.traverse
 139    local STCK = luatexja.userid_table.STCK
 140    local IHB = luatexja.userid_table.IHB
 141    local id_local = node.id('local_par')
 142
 143    local function test_list(h, lv)
 144       if not h then
 145          return 2 -- need to create dir_whatsit
 146       else
 147          local flag = 2 -- need to create dir_whatsit
 148          local w
 149          for p in node_traverse(h) do
 150             if p.id==id_whatsit then
 151                local ps = p.subtype
 152                if ps==sid_user then
 153                   local uid= p.user_id
 154                   if uid==DIR then
 155                      flag = 1; w = w or p -- found
 156                   elseif not(uid==IHB or uid==STCK) then
 157                      flag = 0; break -- error
 158                   end
 159                end
 160             elseif p.id~=id_local then
 161                flag = 0; break
 162             end
 163          end
 164          if flag==1 then -- dir_whatsit already exists
 165             return 1,w
 166          else
 167             return flag
 168          end
 169       end
 170    end
 171    local node_next_node, node_tail_node = node.next, node.tail
 172    local insert_after_node = node.insert_after
 173    function luatexja.direction.set_list_direction_hook(v)
 174       local lv = tex_nest.ptr -- must be >= 1
 175       if not v then
 176          v = get_dir_count()
 177          if abs(tex_nest[lv-1].mode) == ltjs.mmode and v == dir_tate then
 178             v = dir_utod
 179          end
 180       elseif v=='adj' then
 181          v = get_adjust_dir_count()
 182       end
 183       local h = tex_nest[lv].head
 184       local hn = node.next(h)
 185       hn = (hn and hn.id==id_local) and hn or h
 186       local w = to_node(dir_pool[v]())
 187       insert_after_node(h, hn, w)
 188       tex_nest[lv].tail = node_tail_node(w)
 189       ensure_tex_attr(attr_icflag, 0)
 190       ensure_tex_attr(attr_dir, 0)
 191    end
 192
 193    local function set_list_direction(v, name)
 194       local lv = tex_nest.ptr
 195       if not v then
 196          v,name  = get_dir_count(), nil
 197          if lv>=1 and abs(tex_nest[lv-1].mode) == ltjs.mmode and v == dir_tate then
 198             v = dir_utod
 199          end
 200       elseif v=='adj' then
 201          v,name = get_adjust_dir_count(), nil
 202       end
 203       if tex.currentgrouptype==6 then
 204          ltjb.package_error(
 205                  'luatexja',
 206                  "You can't use `\\" .. name .. "' in an align",
 207                  "To change direction in an align, \n"
 208                     .. "you shold use \\hbox or \\vbox.")
 209       else
 210          local h = (lv==0) and tex.lists.page_head or tex_nest[lv].head.next
 211          local flag,w = test_list(h,lv)
 212          if flag==0 then
 213             if lv==0 and not page_direction then
 214                page_direction = v -- for first call of \yoko (in luatexja-core.sty)
 215             else
 216               ltjb.package_error(
 217                  'luatexja',
 218                  "Use `\\" .. tostring(name) .. "' at top of list",
 219                  'Direction change command by LuaTeX-ja is available\n'
 220                     .. 'only when the current list is null.')
 221             end
 222          elseif flag==1 then
 223             node_set_attr(w, attr_dir, v)
 224             if lv==0 then page_direction = v end
 225          else
 226             if lv==0 then page_direction = v end
 227          end
 228          ensure_tex_attr(attr_icflag, 0)
 229       end
 230       ensure_tex_attr(attr_dir, 0)
 231    end
 232    luatexja.direction.set_list_direction = set_list_direction
 233 end
 234
 235 -- ボックスに dir whatsit を追加
 236 local function create_dir_whatsit(hd, gc, new_dir)
 237    if getid(hd)==id_whatsit and
 238             getsubtype(hd)==sid_user and getfield(hd, 'user_id')==DIR then
 239       set_attr(hd, attr_icflag,
 240                get_attr_icflag(hd) + PROCESSED_BEGIN_FLAG)
 241       local n =node_next(hd)
 242       if n then
 243          set_attr(n, attr_icflag,
 244                   get_attr_icflag(n) + PROCESSED_BEGIN_FLAG)
 245       end
 246       ensure_tex_attr(attr_icflag, 0)
 247       return hd
 248    else
 249       local w = dir_pool[new_dir]()
 250       setfield(w, 'next', hd)
 251       set_attr(w, attr_icflag, PROCESSED_BEGIN_FLAG)
 252       set_attr(hd, attr_icflag,
 253                get_attr_icflag(hd) + PROCESSED_BEGIN_FLAG)
 254       ensure_tex_attr(attr_icflag, 0)
 255       ensure_tex_attr(attr_dir, 0)
 256       return w
 257    end
 258 end
 259
 260 -- hpack_filter, vpack_filter, post_line_break_filter
 261 -- の結果を組方向を明示するため，先頭に dir_node を設置
 262 do
 263    local function create_dir_whatsit_hpack(h, gc)
 264       local hd = to_direct(h)
 265       if gc=='fin_row' or gc == 'preamble'  then
 266          if hd  then
 267             set_attr(hd, attr_icflag, PROCESSED_BEGIN_FLAG)
 268             ensure_tex_attr(attr_icflag, 0)
 269          end
 270          return h
 271       else
 272          adjust_badness(hd)
 273          return to_node(create_dir_whatsit(hd, gc, ltjs.list_dir))
 274       end
 275    end
 276
 277    ltjb.add_to_callback('hpack_filter',
 278                               create_dir_whatsit_hpack, 'ltj.create_dir_whatsit', 10000)
 279 end
 280
 281 do
 282    local function create_dir_whatsit_parbox(h, gc)
 283       stop_time_measure('tex_linebreak')
 284       -- start 側は ltj-debug.lua に
 285       local new_dir = ltjs.list_dir
 286       for line in traverse_id(id_hlist, to_direct(h)) do
 287          setfield(line, 'head', create_dir_whatsit(getlist(line), gc, new_dir) )
 288       end
 289       ensure_tex_attr(attr_dir, 0)
 290       return h
 291    end
 292    ltjb.add_to_callback('post_linebreak_filter',
 293                               create_dir_whatsit_parbox, 'ltj.create_dir_whatsit', 10000)
 294 end
 295
 296 local create_dir_whatsit_vbox
 297 do
 298    local wh = {}
 299    local id_glue, sid_parskip = node.id('glue'), 3
 300    create_dir_whatsit_vbox = function (hd, gc)
 301       ltjs.list_dir = get_dir_count()
 302       -- remove dir whatsit
 303       for x in traverse_id(id_whatsit, hd) do
 304          if getsubtype(x)==sid_user and getfield(x, 'user_id')==DIR then
 305             wh[#wh+1]=x
 306          end
 307       end
 308       if hd==wh[1] then
 309          ltjs.list_dir =has_attr(hd,attr_dir)
 310          local x = node_next(hd)
 311          if getid(x)==id_glue and getsubtype(x)==sid_parskip then
 312             node_remove(hd,x); node_free(x)
 313          end
 314       end
 315       for i=1,#wh do
 316          hd = node_remove(hd, wh[i]); node_free(wh[i]); wh[i] = nil
 317       end
 318       if gc=='fin_row' then -- gc == 'preamble' case is treated in dir_adjust_vpack
 319          if hd  then
 320             set_attr(hd, attr_icflag, PROCESSED_BEGIN_FLAG)
 321             ensure_tex_attr(attr_icflag, 0)
 322          end
 323          return hd
 324       else
 325          local n =node_next(hd)
 326          if gc=='vtop' then
 327             local w = create_dir_whatsit(hd, gc, ltjs.list_dir)
 328             -- move  dir whatsit after hd
 329             setfield(hd, 'next', w); setfield(w, 'next', n)
 330             return hd
 331          else
 332             hd = create_dir_whatsit(hd, gc, ltjs.list_dir)
 333             return hd
 334          end
 335       end
 336    end
 337 end
 338
 339 -- dir_node に包む方法を書いたテーブル
 340 local dir_node_aux
 341 do
 342    local floor = math.floor
 343    local get_h =function (w,h,d) return h end
 344    local get_d =function (w,h,d) return d end
 345    local get_h_d =function (w,h,d) return h+d end
 346    local get_h_d_neg =function (w,h,d) return -h-d end
 347    local get_d_neg =function (w,h,d) return -d end
 348    local get_w_half =function (w,h,d) return floor(0.5*w) end
 349    local get_w_half_rem =function (w,h,d) return w-floor(0.5*w) end
 350    local get_w_neg =function (w,h,d) return -w end
 351    local get_w =function (w,h,d) return w end
 352    local zero = function() return 0 end
 353    dir_node_aux = {
 354       [dir_yoko] = { -- yoko を
 355          [dir_tate] = { -- tate 中で組む
 356             width  = get_h_d,
 357             height = get_w_half,
 358             depth  = get_w_half_rem,
 359             [id_hlist] = {
 360                { 'whatsit', sid_save },
 361                { 'rotate', '0 1 -1 0' },
 362                { 'kern', function(w,h,d,nw,nh,nd) return -nd end },
 363                { 'box' , get_h},
 364                { 'kern', function(w,h,d,nw,nh,nd) return nd-w end },
 365                { 'whatsit', sid_restore },
 366             },
 367             [id_vlist] = {
 368                { 'whatsit', sid_save },
 369                { 'rotate', '0 1 -1 0' },
 370                { 'kern' , zero },
 371                { 'box' , function(w,h,d,nw,nh,nd) return -nh-nd end },
 372                { 'kern', get_h_d_neg},
 373                { 'whatsit', sid_restore },
 374             },
 375          },
 376          [dir_dtou] = { -- dtou 中で組む
 377             width  = get_h_d,
 378             height = get_w,
 379             depth  = zero,
 380             [id_hlist] = {
 381                { 'whatsit', sid_save },
 382                { 'rotate', '0 -1 1 0' },
 383                { 'kern', function(w,h,d,nw,nh,nd) return -nh end },
 384                { 'box', get_d_neg },
 385                { 'kern', function(w,h,d,nw,nh,nd) return nh-w end },
 386                { 'whatsit', sid_restore },
 387             },
 388             [id_vlist] = {
 389                { 'whatsit', sid_save },
 390                { 'rotate', '0 -1 1 0' },
 391                { 'kern', get_h_d_neg },
 392                { 'box', zero },
 393                { 'whatsit', sid_restore },
 394             },
 395          },
 396       },
 397       [dir_tate] = { -- tate を
 398          [dir_yoko] = { -- yoko 中で組む
 399             width  = get_h_d,
 400             height = get_w,
 401             depth  = zero,
 402             [id_hlist] = {
 403                { 'whatsit', sid_save },
 404                { 'rotate', '0 -1 1 0' },
 405                { 'kern', function (w,h,d,nw,nh,nd) return -nh end },
 406                { 'box' , get_d_neg },
 407                { 'kern', function (w,h,d,nw,nh,nd) return nh-w end },
 408                { 'whatsit', sid_restore },
 409             },
 410             [id_vlist] = {
 411                { 'whatsit', sid_save },
 412                { 'rotate', '0 -1 1 0' },
 413                { 'kern', get_h_d_neg },
 414                { 'box', zero },
 415                { 'whatsit', sid_restore },
 416             },
 417          },
 418          [dir_dtou] = { -- dtou 中で組む
 419             width  = get_w,
 420             height = get_d,
 421             depth  = get_h,
 422             [id_hlist] = {
 423                { 'whatsit', sid_save },
 424                { 'rotate', '-1 0 0 -1' },
 425                { 'kern', get_w_neg },
 426                { 'box',  function (w,h,d,nw,nh,nd) return h-nd end },
 427                { 'whatsit', sid_restore },
 428             },
 429             [id_vlist] = {
 430                { 'whatsit', sid_save },
 431                { 'rotate', '-1 0 0 -1' },
 432                { 'kern', get_h_d_neg },
 433                { 'box', get_w_neg },
 434                { 'whatsit', sid_restore },
 435             },
 436          },
 437       },
 438       [dir_dtou] = { -- dtou を
 439          [dir_yoko] = { -- yoko 中で組む
 440             width  = get_h_d,
 441             height = get_w,
 442             depth  = zero,
 443             [id_hlist] = {
 444                { 'whatsit', sid_save },
 445                { 'rotate', '0 1 -1 0' },
 446                { 'kern', function (w,h,d,nw,nh,nd) return -nd end },
 447                { 'box', get_h },
 448                { 'kern', function (w,h,d,nw,nh,nd) return nd-w end },
 449                { 'whatsit', sid_restore },
 450             },
 451             [id_vlist] = {
 452                { 'kern', zero },
 453                { 'whatsit', sid_save },
 454                { 'rotate', '0 1 -1 0' },
 455                { 'box', function (w,h,d,nw,nh,nd) return -nd-nh end },
 456                { 'kern', get_h_d_neg },
 457                { 'whatsit', sid_restore },
 458             },
 459          },
 460          [dir_tate] = { -- tate 中で組む
 461             width  = get_w,
 462             height = get_d,
 463             depth  = get_h,
 464             [id_hlist] = {
 465                { 'whatsit', sid_save },
 466                { 'rotate', '-1 0 0 -1' },
 467                { 'kern', get_w_neg },
 468                { 'box', function (w,h,d,nw,nh,nd) return h-nd end },
 469                { 'whatsit', sid_restore },
 470             },
 471             [id_vlist] = {
 472                { 'whatsit', sid_save },
 473                { 'rotate', ' -1 0 0 -1' },
 474                { 'kern', function (w,h,d,nw,nh,nd) return -nh-nd end },
 475                { 'box', get_w_neg },
 476                { 'kern', function (w,h,d,nw,nh,nd) return nh+nd-h-d end },
 477                { 'whatsit', sid_restore },
 478             },
 479          },
 480       },
 481    }
 482 end
 483
 484 -- 1st ret val: b の組方向
 485 -- 2nd ret val はその DIR whatsit
 486 local function get_box_dir(b, default)
 487    start_time_measure('get_box_dir')
 488    local dir = has_attr(b, attr_dir) or 0
 489    local bh = getfield(b,'head')
 490    -- b は insert node となりうるので getlist() は使えない
 491    local c
 492    if bh~=0 then -- bh != nil
 493       for bh in traverse_id(id_whatsit, bh) do
 494          if getsubtype(bh)==sid_user and getfield(bh, 'user_id')==DIR then
 495             c = bh
 496            dir = (dir==0) and has_attr(bh, attr_dir) or dir
 497          end
 498       end
 499    end
 500    -- for i=1,2 do
 501    --    if bh and getid(bh)==id_whatsit
 502    --    and getsubtype(bh)==sid_user and getfield(bh, 'user_id')==DIR then
 503    --    c = bh
 504    --    dir = (dir==0) and has_attr(bh, attr_dir) or dir
 505    --    end
 506    --    bh = node_next(bh)
 507    -- end
 508    stop_time_measure('get_box_dir')
 509    return (dir==0 and default or dir), c
 510 end
 511
 512 do
 513    local getbox = tex.getbox
 514    local dir_backup
 515    function luatexja.direction.unbox_check_dir(is_copy)
 516       start_time_measure('box_primitive_hook')
 517       local list_dir = get_dir_count()%dir_math_mod
 518       local b = getbox(tex_getcount('ltj@tempcnta'))
 519       if b then
 520          local box_dir = get_box_dir(to_direct(b), dir_yoko)
 521          if box_dir%dir_math_mod ~= list_dir then
 522             ltjb.package_error(
 523                'luatexja',
 524                "Incompatible direction list can't be unboxed",
 525                'I refuse to unbox a box in differrent direction.')
 526             tex.sprint(cat_lp, '\\@gobbletwo')
 527          else
 528             dir_backup = nil
 529             local bd = to_direct(b)
 530             local hd = getlist(bd)
 531             local nh = hd
 532             while hd do
 533                if getid(hd)==id_whatsit and getsubtype(hd)==sid_user
 534                   and getfield(hd, 'user_id')==DIR then
 535                      local d = hd
 536                      nh, hd = node_remove(nh, hd)
 537                      if is_copy and (not dir_backup) then
 538                         dir_backup = d
 539                         setfield(dir_backup, 'next', nil)
 540                      else
 541                         node_free(d)
 542                      end
 543                else
 544                   hd = node_next(hd)
 545                end
 546             end
 547             setfield(bd, 'head', nh)
 548          end
 549       end
 550       if luatexja.global_temp and tex.globaldefs~=luatexja.global_temp then
 551          tex.globaldefs = luatexja.global_temp
 552       end
 553       stop_time_measure('box_primitive_hook')
 554    end
 555    function luatexja.direction.uncopy_restore_whatsit()
 556       local b = getbox(tex_getcount('ltj@tempcnta'))
 557       if b then
 558          local bd = to_direct(b)
 559          if dir_backup then
 560             setfield(dir_backup, 'next', getlist(bd))
 561             setfield(bd, 'head', dir_backup)
 562             dir_backup = nil
 563          end
 564       end
 565    end
 566 end
 567
 568 -- dir_node に包まれている「本来の中身」を取り出し，
 569 -- dir_node を全部消去
 570 local function unwrap_dir_node(b, head, box_dir)
 571    -- b: dir_node, head: the head of list, box_dir:
 572    -- return values are (new head), (next of b), (contents), (dir of contents)
 573    local bh = getlist(b)
 574    local nh, nb
 575    if head then
 576       nh = insert_before(head, b, bh)
 577       nh, nb = node_remove(nh, b)
 578       setfield(b, 'next', nil)
 579       node_free(b)
 580    end
 581    local shift_old, b_dir, wh = nil, get_box_dir(bh, 0)
 582    if wh then
 583       node.direct.flush_list(getfield(wh, 'value'))
 584       setfield(wh, 'value', nil)
 585    end
 586    return nh, nb, bh, b_dir
 587 end
 588
 589 -- is_manual: 寸法変更に伴うものか？
 590 local function create_dir_node(b, b_dir, new_dir, is_manual)
 591    local info = dir_node_aux[b_dir%dir_math_mod][new_dir%dir_math_mod]
 592    local w = getfield(b, 'width')
 593    local h = getfield(b, 'height')
 594    local d = getfield(b, 'depth')
 595    local db = node_new(getid(b)) -- dir_node
 596    set_attr(db, attr_dir,
 597             new_dir + (is_manual and dir_node_manual or dir_node_auto))
 598    set_attr(db, attr_icflag, PROCESSED)
 599    set_attr(b, attr_icflag, PROCESSED)
 600    ensure_tex_attr(attr_dir, 0)
 601    ensure_tex_attr(attr_icflag, 0)
 602    setfield(db, 'dir', getfield(b, 'dir'))
 603    setfield(db, 'shift', 0)
 604    setfield(db, 'width',  info.width(w,h,d))
 605    setfield(db, 'height', info.height(w,h,d))
 606    setfield(db, 'depth',  info.depth(w,h,d))
 607    return db
 608 end
 609
 610 -- 異方向のボックスの処理
 611 local make_dir_whatsit, process_dir_node
 612 do
 613    make_dir_whatsit = function (head, b, new_dir, origin)
 614       new_dir = new_dir%dir_math_mod
 615       -- head: list head, b: box
 616       -- origin: コール元 (for debug)
 617       -- return value: (new head), (next of b), (new b), (is_b_dir_node)
 618       -- (new b): b か dir_node に被せられた b
 619       local bh = getlist(b)
 620       local box_dir, dn =  get_box_dir(b, ltjs.list_dir)
 621       -- 既に b の中身にあるwhatsit
 622
 623       if box_dir%dir_math_mod==new_dir then
 624          if box_dir>=dir_node_auto then
 625             -- dir_node としてカプセル化されている
 626             local _, dnc = get_box_dir(b, 0)
 627             if dnc then -- free all other dir_node
 628                node.direct.flush_list(getfield(dnc, 'value'))
 629                setfield(dnc, 'value', nil)
 630             end
 631             set_attr(b, attr_dir, box_dir%dir_math_mod + dir_node_auto)
 632             return head, node_next(b), b, true
 633          else
 634             -- 組方向が一緒 (up to math dir) のボックスなので，何もしなくて良い
 635             return head, node_next(b), b, false
 636          end
 637       else
 638          -- 組方向を合わせる必要あり
 639          local nh, nb, ret, flag
 640          if box_dir>= dir_node_auto then -- unwrap
 641             local b_dir
 642             head, nb, b, b_dir = unwrap_dir_node(b, head, box_dir)
 643             bh = getlist(b)
 644             if b_dir%dir_math_mod==new_dir then
 645                -- dir_node の中身が周囲の組方向とあっている
 646                return head, nb, b, false
 647             else box_dir = b_dir end
 648          end
 649          box_dir = box_dir%dir_math_mod
 650          local db
 651          local dnh = getfield(dn, 'value')
 652          for x in traverse(dnh) do
 653             if has_attr(x, attr_dir)%dir_math_mod == new_dir then
 654                setfield(dn, 'value', to_node(node_remove(dnh, x)))
 655                db=x; break
 656             end
 657          end
 658          node.direct.flush_list(getfield(dn, 'value'))
 659          setfield(dn, 'value', nil)
 660          db = db or create_dir_node(b, box_dir, new_dir, false)
 661          local w = getfield(b, 'width')
 662          local h = getfield(b, 'height')
 663          local d = getfield(b, 'depth')
 664          local dn_w = getfield(db, 'width')
 665          local dn_h = getfield(db, 'height')
 666          local dn_d = getfield(db, 'depth')
 667          nh, nb =  insert_before(head, b, db), nil
 668          nh, nb = node_remove(nh, b)
 669          setfield(b, 'next', nil); setfield(db, 'head', b)
 670          ret, flag = db, true
 671          return nh, nb, ret, flag
 672       end
 673    end
 674    process_dir_node = function (hd, gc)
 675       local x, new_dir = hd, ltjs.list_dir or dir_yoko
 676       while x do
 677          local xid = getid(x)
 678          if (xid==id_hlist and get_attr_icflag(x)~=PACKED)
 679          or xid==id_vlist then
 680             hd, x = make_dir_whatsit(hd, x, new_dir, 'process_dir_node:' .. gc)
 681          else
 682             x = node_next(x)
 683          end
 684       end
 685       return hd
 686    end
 687
 688    -- lastbox
 689    local node_prev = (node.direct~=node) and node.direct.getprev or node.prev
 690    local function lastbox_hook()
 691       start_time_measure('box_primitive_hook')
 692       local bn = tex_nest[tex_nest.ptr].tail
 693       if bn then
 694          local b, head = to_direct(bn), to_direct(tex_nest[tex_nest.ptr].head)
 695          local bid = getid(b)
 696          if bid==id_hlist or bid==id_vlist then
 697             local box_dir =  get_box_dir(b, 0)
 698             if box_dir>= dir_node_auto then -- unwrap dir_node
 699                local p = node_prev(b)
 700                local dummy1, dummy2, nb = unwrap_dir_node(b, nil, box_dir)
 701                setfield(p, 'next', nb);  tex_nest[tex_nest.ptr].tail = to_node(nb)
 702                setfield(b, 'next', nil); setfield(b, 'head', nil)
 703                node_free(b); b = nb
 704             end
 705             local _, wh =  get_box_dir(b, 0) -- clean dir_node attached to the box
 706             if wh then
 707                node.direct.flush_list(getfield('value', wh))
 708                setfield(wh, 'value', nil)
 709             end
 710          end
 711       end
 712       stop_time_measure('box_primitive_hook')
 713    end
 714
 715    luatexja.direction.make_dir_whatsit = make_dir_whatsit
 716    luatexja.direction.lastbox_hook = lastbox_hook
 717 end
 718
 719 -- \wd, \ht, \dp の代わり
 720 do
 721    local getbox, setdimen = tex.getbox, tex.setdimen
 722    local function get_box_dim_common(key, s, l_dir)
 723       -- s: not dir_node.
 724       local s_dir, wh = get_box_dir(s, dir_yoko)
 725       s_dir = s_dir%dir_math_mod
 726       if s_dir ~= l_dir then
 727          local not_found = true
 728          for x in traverse(getfield(wh, 'value')) do
 729             if l_dir == has_attr(x, attr_dir)%dir_node_auto then
 730                setdimen('ltj@tempdima', getfield(x, key))
 731                not_found = false; break
 732             end
 733          end
 734          if not_found then
 735             local w = getfield(s, 'width')
 736             local h = getfield(s, 'height')
 737             local d = getfield(s, 'depth')
 738             setdimen('ltj@tempdima',
 739                          dir_node_aux[s_dir][l_dir][key](w,h,d))
 740          end
 741       else
 742          setdimen('ltj@tempdima', getfield(s, key))
 743       end
 744    end
 745    local function get_box_dim(key, n)
 746       local gt = tex.globaldefs; tex.globaldefs = 0
 747       local s = getbox(n)
 748       if s then
 749          local l_dir = (get_dir_count())%dir_math_mod
 750          s = to_direct(s)
 751          local b_dir = get_box_dir(s,dir_yoko)
 752          if b_dir<dir_node_auto then
 753             get_box_dim_common(key, s, l_dir)
 754          elseif b_dir%dir_math_mod==l_dir then
 755             setdimen('ltj@tempdima', getfield(s, key))
 756          else
 757             get_box_dim_common(key, getlist(s), l_dir)
 758          end
 759       else
 760          setdimen('ltj@tempdima', 0)
 761       end
 762       tex.sprint(cat_lp, '\\ltj@tempdima')
 763       tex.globaldefs = gt
 764    end
 765    luatexja.direction.get_box_dim = get_box_dim
 766
 767    -- return value: (changed dimen of box itself?)
 768    local scan_dimen, scan_int = token.scan_dimen, token.scan_int
 769    local scan_keyword = token.scan_keyword
 770    local function set_box_dim_common(key, s, l_dir)
 771       local s_dir, wh = get_box_dir(s, dir_yoko)
 772       s_dir = s_dir%dir_math_mod
 773       if s_dir ~= l_dir then
 774          if not wh then
 775             wh = create_dir_whatsit(getlist(s), 'set_box_dim', s_dir)
 776             setfield(s, 'head', wh)
 777          end
 778          local db
 779          local dnh = getfield(wh, 'value')
 780          for x in traverse(dnh) do
 781             if has_attr(x, attr_dir)%dir_node_auto==l_dir then
 782                db = x; break
 783             end
 784          end
 785          if not db then
 786             db = create_dir_node(s, s_dir, l_dir, true)
 787             setfield(db, 'next', dnh)
 788             setfield(wh, 'value',to_node(db))
 789          end
 790          setfield(db, key, scan_dimen())
 791          return false
 792       else
 793          setfield(s, key, scan_dimen())
 794          if wh then
 795             -- change dimension of dir_nodes which are created "automatically"
 796                local bw, bh, bd
 797                   = getfield(s,'width'), getfield(s, 'height'), getfield(s, 'depth')
 798             for x in traverse(getfield(wh, 'value')) do
 799                local x_dir = has_attr(x, attr_dir)
 800                if x_dir<dir_node_manual then
 801                   local info = dir_node_aux[s_dir][x_dir%dir_node_auto]
 802                   setfield(x, 'width',  info.width(bw,bh,bd))
 803                   setfield(x, 'height', info.height(bw,bh,bd))
 804                   setfield(x, 'depth',  info.depth(bw,bh,bd))
 805                end
 806             end
 807          end
 808          return true
 809       end
 810    end
 811    local function set_box_dim(key)
 812       local s = getbox(scan_int()); scan_keyword('=')
 813       if s then
 814          local l_dir = (get_dir_count())%dir_math_mod
 815          s = to_direct(s)
 816          local b_dir = get_box_dir(s,dir_yoko)
 817          if b_dir<dir_node_auto then
 818             set_box_dim_common(key, s, l_dir)
 819          elseif b_dir%dir_math_mod == l_dir then
 820             -- s is dir_node
 821             setfield(s, key, scan_dimen())
 822             if b_dir<dir_node_manual then
 823                set_attr(s, attr_dir, b_dir%dir_node_auto + dir_node_manual)
 824             end
 825          else
 826             local sid, b = getid(s), getlist(s)
 827             local info = dir_node_aux[get_box_dir(b,dir_yoko)%dir_math_mod][b_dir%dir_node_auto]
 828             local bw, bh, bd
 829                = getfield(b,'width'), getfield(b, 'height'), getfield(b, 'depth')
 830             local sw, sh, sd
 831                = getfield(s,'width'), getfield(s, 'height'), getfield(s, 'depth')
 832             if set_box_dim_common(key, b, l_dir) and b_dir<dir_node_manual then
 833                -- re-calculate dimension of s, if s is created "automatically"
 834                if b_dir<dir_node_manual then
 835                   setfield(s, 'width',  info.width(bw,bh,bd))
 836                   setfield(s, 'height', info.height(bw,bh,bd))
 837                   setfield(s, 'depth',  info.depth(bw,bh,bd))
 838                end
 839             end
 840          end
 841       end
 842    end
 843    luatexja.direction.set_box_dim = set_box_dim
 844 end
 845
 846 do
 847    local getbox = tex.getbox
 848    local function get_register_dir(n)
 849       local s = getbox(n)
 850       if s then
 851          s = to_direct(s)
 852          local b_dir = get_box_dir(s, dir_yoko)
 853          if b_dir<dir_node_auto then
 854             return b_dir
 855          else
 856             local b_dir = get_box_dir(
 857                node_next(node_next(node_next(getlist(s)))), dir_yoko)
 858             return b_dir
 859          end
 860       else
 861          return 0
 862       end
 863    end
 864    luatexja.direction.get_register_dir = get_register_dir
 865 end
 866
 867 do
 868    local getbox, setbox, copy_list = tex.getbox, tex.setbox, node.direct.copy_list
 869    -- raise, lower
 870    function luatexja.direction.raise_box()
 871       start_time_measure('box_primitive_hook')
 872       local list_dir = get_dir_count()
 873       local s = getbox('ltj@afbox')
 874       if s then
 875          local sd = to_direct(s)
 876          local box_dir = get_box_dir(sd, dir_yoko)
 877          if box_dir%dir_math_mod ~= list_dir then
 878             setbox(
 879                'ltj@afbox',
 880                to_node(copy_list(make_dir_whatsit(sd, sd, list_dir, 'box_move')))
 881                -- copy_list しないとリストの整合性が崩れる……？
 882             )
 883          end
 884       end
 885       stop_time_measure('box_primitive_hook')
 886    end
 887 end
 888
 889 -- PACKED の hbox から文字を取り出す
 890 -- luatexja.jfmglue.check_box などで使用
 891 do
 892    local function glyph_from_packed(h)
 893       local b = getlist(h)
 894       return (getid(b)==id_kern or (getid(b)==id_whatsit and getsubtype(b)==sid_save) )
 895          and node_next(node_next(node_next(b))) or b
 896    end
 897    luatexja.direction.glyph_from_packed = glyph_from_packed
 898 end
 899
 900 -- adjust
 901 do
 902    local id_adjust = node.id('adjust')
 903    function luatexja.direction.check_adjust_direction()
 904       start_time_measure('box_primitive_hook')
 905       local list_dir = get_adjust_dir_count()
 906       local a = tex_nest[tex_nest.ptr].tail
 907       local ad = to_direct(a)
 908       if a and getid(ad)==id_adjust then
 909          local adj_dir = get_box_dir(ad)
 910          if list_dir~=adj_dir then
 911             ltjb.package_error(
 912                'luatexja',
 913                'Direction Incompatible',
 914                "\\vadjust's argument and outer vlist must have same direction.")
 915             node.direct.last_node()
 916          end
 917       end
 918       stop_time_measure('box_primitive_hook')
 919    end
 920 end
 921
 922 -- insert
 923 do
 924    local id_ins = node.id('ins')
 925    local id_rule = node.id('rule')
 926    function luatexja.direction.populate_insertion_dir_whatsit()
 927       start_time_measure('box_primitive_hook')
 928       local list_dir = get_dir_count()
 929       local a = tex_nest[tex_nest.ptr].tail
 930       local ad = to_direct(a)
 931       if a and getid(ad)==id_ins then
 932          local h = getfield(ad, 'head')
 933          if getid(h)==id_whatsit and
 934             getsubtype(h)==sid_user and getfield(h, 'user_id')==DIR then
 935                local n = h; h = node_remove(h,h)
 936                node_free(n)
 937          end
 938          for box_rule in traverse(h) do
 939             if getid(box_rule)<id_rule then
 940                h = insert_before(h, box_rule, dir_pool[list_dir]())
 941             end
 942          end
 943          ensure_tex_attr(attr_dir, 0)
 944          setfield(ad, 'head', h)
 945       end
 946       stop_time_measure('box_primitive_hook')
 947    end
 948 end
 949
 950 -- vsplit
 951 do
 952    local split_dir_whatsit
 953    local function dir_adjust_vpack(h, gc)
 954       start_time_measure('direction_vpack')
 955       local hd = to_direct(h)
 956       if gc=='split_keep' then
 957          -- supply dir_whatsit
 958          hd = create_dir_whatsit_vbox(hd, gc)
 959          split_dir_whatsit = hd
 960       elseif gc=='split_off'  then
 961          for  bh in traverse_id(id_whatsit, hd) do
 962             if getsubtype(bh)==sid_user and getfield(bh, 'user_id')==DIR then
 963                ltjs.list_dir  = has_attr(bh, attr_dir); break
 964             end
 965          end
 966          if split_dir_whatsit then
 967             -- adjust direction of 'split_keep'
 968             set_attr(split_dir_whatsit, attr_dir, ltjs.list_dir)
 969          end
 970          split_dir_whatsit=nil
 971       elseif gc=='preamble' then
 972          split_dir_whatsit=nil
 973       else
 974          adjust_badness(hd)
 975          -- hd = process_dir_node(create_dir_whatsit_vbox(hd, gc), gc)
 976          -- done in append_to_vpack callback
 977          hd = create_dir_whatsit_vbox(hd, gc)
 978          split_dir_whatsit=nil
 979       end
 980       stop_time_measure('direction_vpack')
 981       return to_node(hd)
 982    end
 983    ltjb.add_to_callback('vpack_filter',
 984                               dir_adjust_vpack,
 985                               'ltj.direction', 10000)
 986 end
 987
 988 do
 989    -- supply direction whatsit to the main vertical list "of the next page"
 990    local function dir_adjust_pre_output(h, gc)
 991       return to_node(create_dir_whatsit_vbox(to_direct(h), gc))
 992    end
 993    ltjb.add_to_callback('pre_output_filter',
 994                               dir_adjust_pre_output,
 995                               'ltj.direction', 10000)
 996
 997    function luatexja.direction.remove_end_whatsit()
 998       local h=tex.lists.page_head
 999       if h and (not h.next) and
1000          h.id==id_whatsit and h.subtype==sid_user and
1001          h.user_id == DIR then
1002             tex.lists.page_head = nil
1003             node.free(h)
1004       end
1005    end
1006 end
1007
1008 -- append_to_vlist filter
1009 do
1010    local id_glue = node.id('glue')
1011    local getglue = node.direct.getglue or
1012       function(g)
1013          return getfield(g,'width'), getfield(g,'stretch'), getfield(g,'shrink'),
1014          getfield(g,'stretch_order'), getfield(g,'shrink_order')
1015       end
1016 local setglue = luatexja.setglue
1017    local function copy_glue (new_glue, old_glue, subtype, new_w)
1018       setfield(new_glue, 'subtype', subtype)
1019       local w,st,sp,sto,spo = getglue(to_direct(old_glue))
1020       setglue(new_glue, new_w or w, st, sp, sto, spo)
1021    end
1022    local node_write = node.direct.write
1023    local function dir_adjust_append_vlist(b, loc, prev, mirrored)
1024       local old_b = to_direct(b)
1025       local new_b = loc=='box' and
1026          make_dir_whatsit(old_b, old_b, get_dir_count(), 'append_vlist') or old_b
1027
1028       if prev > -65536000 then
1029          local d = tex.baselineskip.width - prev
1030             - getfield(new_b, mirrored and 'depth' or 'height')
1031          local g = node_new(id_glue)
1032          if d < tex.lineskiplimit then
1033             copy_glue(g, tex.lineskip, 1)
1034          else
1035             copy_glue(g, tex.baselineskip, 2, d);
1036          end
1037          node_write(g)
1038       end
1039       node_write(new_b)
1040       tex.prevdepth = getfield(new_b, mirrored and 'height' or 'depth')
1041       return nil -- do nothing on tex side
1042    end
1043    ltjb.add_to_callback('append_to_vlist_filter',
1044                         dir_adjust_append_vlist,
1045                         'ltj.direction', 10000)
1046 end
1047
1048 -- finalize (executed just before \shipout)
1049 -- we supply correct pdfsavematrix nodes etc. inside dir_node
1050 do
1051    local finalize_inner
1052    local function finalize_dir_node(db,new_dir)
1053       local b = getlist(db)
1054       finalize_inner(b)
1055       local w = getfield(b, 'width')
1056       local h = getfield(b, 'height')
1057       local d = getfield(b, 'depth')
1058       local dn_w = getfield(db, 'width')
1059       local dn_h = getfield(db, 'height')
1060       local dn_d = getfield(db, 'depth')
1061       local db_head, db_tail
1062       for _,v in ipairs(dir_node_aux
1063                         [get_box_dir(b, dir_yoko)%dir_math_mod][new_dir][getid(b)]) do
1064          local cmd, arg, nn = v[1], v[2]
1065          if cmd=='kern' then
1066             nn = node_new(id_kern)
1067             setfield(nn, 'kern', arg(w, h, d, dn_w, dn_h, dn_d))
1068          elseif cmd=='whatsit' then
1069             nn = node_new(id_whatsit, arg)
1070          elseif cmd=='rotate' then
1071             nn = node_new(id_whatsit, sid_matrix)
1072             setfield(nn, 'data', arg)
1073          elseif cmd=='box' then
1074             nn = b; setfield(b, 'next', nil)
1075             setfield(nn, 'shift', arg(w, h, d, dn_w, dn_h, dn_d))
1076          end
1077          if db_head then
1078             insert_after(db_head, db_tail, nn)
1079             db_tail = nn
1080          else
1081             setfield(db, 'head', nn)
1082             db_head, db_tail = nn, nn
1083          end
1084       end
1085    end
1086
1087    tex.setattribute(attr_dir, dir_yoko)
1088    local shipout_temp =  node_new(id_hlist)
1089    tex.setattribute(attr_dir, 0)
1090
1091    finalize_inner = function (box)
1092       for n in traverse(getlist(box)) do
1093          local nid = getid(n)
1094          if (nid==id_hlist or nid==id_vlist) then
1095             local ndir = get_box_dir(n, dir_yoko)
1096             if ndir>=dir_node_auto then -- n is dir_node
1097                finalize_dir_node(n, ndir%dir_math_mod)
1098             else
1099                finalize_inner(n)
1100             end
1101          end
1102       end
1103    end
1104    local getbox = tex.getbox
1105    local setbox, copy = node.direct.setbox, node.direct.copy
1106    local lua_mem_kb = 0
1107    function luatexja.direction.finalize()
1108       local a = to_direct(tex.getbox("AtBeginShipoutBox"))
1109       local a_dir = get_box_dir(a, dir_yoko)
1110       if a_dir~=dir_yoko then
1111          local b = create_dir_node(a, a_dir, dir_yoko, false)
1112          setfield(b, 'head', a); a = b
1113       end
1114       setfield(shipout_temp, 'head', a)
1115       finalize_inner(shipout_temp)
1116       setbox('global', "AtBeginShipoutBox", copy(getlist(shipout_temp)))
1117       setfield(shipout_temp, 'head',nil)
1118
1119       -- garbage collect
1120       --local m = collectgarbage('count')
1121       --if m>lua_mem_kb+20480 then
1122       --   collectgarbage(); lua_mem_kb = collectgarbage('count')
1123       --end
1124       --print('Lua Memory Usage', lua_mem_kb)
1125    end
1126 end