OSDN Git Service

More LaTeX codes for vertical writing
[luatex-ja/luatexja.git] / src / ltj-direction.lua
index 38c1f81..4057de5 100644 (file)
@@ -4,12 +4,12 @@
 
 luatexja.load_module('base');      local ltjb = luatexja.base
 luatexja.load_module('stack');     local ltjs = luatexja.stack
-luatexja.load_module('rmlgbm');    local ltjr = luatexja.rmlgbm
 luatexja.direction = {}
 
 local attr_dir = luatexbase.attributes['ltj@dir']
 local attr_icflag = luatexbase.attributes['ltj@icflag']
 
+local cat_lp = luatexbase.catcodetables['latex-package']
 local Dnode = node.direct or node
 local nullfunc = function (n) return n end
 local to_node = (Dnode ~= node) and Dnode.tonode or nullfunc
@@ -28,9 +28,11 @@ local node_tail = Dnode.tail
 local node_free = Dnode.free
 local node_remove = Dnode.remove
 local node_next = (Dnode ~= node) and Dnode.getnext or node.next
+local traverse = Dnode.traverse
 local traverse_id = Dnode.traverse_id
 local start_time_measure, stop_time_measure 
    = ltjb.start_time_measure, ltjb.stop_time_measure
+local abs = math.abs
 
 local id_kern = node.id('kern')
 local id_hlist = node.id('hlist')
@@ -41,248 +43,590 @@ local sid_restore = node.subtype('pdf_restore')
 local sid_matrix = node.subtype('pdf_setmatrix')
 local sid_user = node.subtype('user_defined')
 
+local tex_nest = tex.nest
+local tex_getcount = tex.getcount
+local tex_set_attr = tex.setattribute
 local PROCESSED    = luatexja.icflag_table.PROCESSED
+local PROCESSED_BEGIN_FLAG = luatexja.icflag_table.PROCESSED_BEGIN_FLAG
 local PACKED       = luatexja.icflag_table.PACKED
-local DIR = luatexja.stack_table_index.DIR
-local STCK = luatexja.userid_table.STCK
-local wh_DIR = luatexja.userid_table.DIR
-local dir_tate = 3
-local dir_yoko = 4
+local DIR  = luatexja.userid_table.DIR
+local dir_tate = luatexja.dir_table.dir_tate
+local dir_yoko = luatexja.dir_table.dir_yoko
+local dir_dtou = luatexja.dir_table.dir_dtou
+local dir_utod = luatexja.dir_table.dir_utod
+local dir_math_mod    = luatexja.dir_table.dir_math_mod
+local dir_node_auto   = luatexja.dir_table.dir_node_auto
+local dir_node_manual = luatexja.dir_table.dir_node_manual
+local function get_attr_icflag(p)
+   return (has_attr(p, attr_icflag) or 0) % PROCESSED_BEGIN_FLAG
+end
 
+local page_direction
+--
+local function adjust_badness(hd)
+   if not node_next(hd) and getid(hd)==id_whatsit and getsubtype(hd)==sid_user
+   and getfield(hd, 'user_id')==DIR then
+      -- avoid double whatsit
+      luatexja.global_temp=tex.globaldefs; tex.globaldefs=0
+      luatexja.hbadness_temp=tex.hbadness; tex.hbadness=10000
+      luatexja.vbadness_temp=tex.vbadness; tex.vbadness=10000
+   else
+      luatexja.global_temp = nil
+      luatexja.hbadness_temp=nil
+      luatexja.vbadness_temp=nil
+   end
+end
 
-local get_dir_count 
+local get_dir_count, get_adjust_dir_count
 do
-   local gc = tex.getcount
-   get_dir_count = function() return gc('ltj@dir@count') end
+   local function get_dir_count_inner(h)
+      if h then
+        if h.id==id_whatsit and h.subtype==sid_user and h.user_id==DIR then
+              local ic = node.has_attribute(h, attr_icflag) or 0
+              return (ic<PROCESSED_BEGIN_FLAG) 
+                 and (node.has_attribute(h,attr_dir)%dir_node_auto) or 0
+        else
+           return 0
+        end
+      else
+        return 0
+      end
+   end
+   function get_dir_count()
+      for i=tex_nest.ptr, 1, -1 do
+        local h = tex_nest[i].head.next
+        if h then
+           local t = get_dir_count_inner(h)
+           if t~=0 then return t end
+        end
+      end
+      return page_direction
+   end
+   function get_adjust_dir_count()
+      for i=tex_nest.ptr, 1, -1 do
+         local v = tex_nest[i]
+        local h, m = v.head.next, v.mode
+        if abs(m)== ltjs.vmode and h then
+           local t = get_dir_count_inner(h)
+           if t~=0 then return t end
+        end
+      end
+      return page_direction
+   end
+   luatexja.direction.get_dir_count = get_dir_count
+   luatexja.direction.get_adjust_dir_count = get_adjust_dir_count
 end
-luatexja.direction.get_dir_count = get_dir_count 
 
--- \tate, \yoko
+
+-- \tate, \yoko,\dtou, \utod
 do
-  local node_next = node.next
-  local function set_list_direction(v, name)
-     local lv, w = tex.nest[tex.nest.ptr], tex.lists.page_head
-     if lv.mode == 1 and w then
-        if w.id==id_whatsit and w.subtype==sid_user
-        and w.user_id==wh_DIR then
-           w.value=v
-        end
-     else
-        local w = node_next(to_direct(lv.head))
-        if to_node(w) then
-           if getid(w)==id_whatsit and getsubtype(w)==sid_user
-           and getfield('user_id', wh_DIR) then
-              setfield(w, 'value', v)
-           else
+   local node_next = node.next
+   local node_set_attr = node.set_attribute
+   local node_traverse = node.traverse
+   local STCK = luatexja.userid_table.STCK
+   local IHB = luatexja.userid_table.IHB
+
+   local function test_list(h, lv)
+      if not h then 
+        return 2 -- need to create dir_whatsit
+      else
+        local flag = 2 -- need to create dir_whatsit
+        local w
+        for p in node_traverse(h) do
+           if p.id==id_whatsit then
+              if p.subtype==sid_user then
+                 local uid= p.user_id
+                 if uid==DIR then
+                    flag = 1; w = w or p -- found
+                 elseif not(uid==IHB or uid==STCK) then
+                    flag = 0; break -- error
+                 end
+              else
+                 flag = 0; break
+              end
+           else
+              flag = 0; break
+           end
+        end
+        if flag==1 then -- move dir_whatsit w
+           return 1,w -- TODO
+        else 
+           return flag
+        end
+      end
+   end
+   local function set_list_direction(v, name)
+      local lv = tex_nest.ptr
+      if not v then 
+         v,name  = get_dir_count(), nil
+        if lv>=1 and abs(tex_nest[lv-1].mode) == ltjs.mmode and v == dir_tate then
+           v = dir_utod
+        end
+      elseif v=='adj' then
+         v,name = get_adjust_dir_count(), nil
+      end
+      if tex.currentgrouptype==6 then
+        ltjb.package_error(
+                 'luatexja',
+                 "You can't use `\\" .. name .. "' in an align",
+                "To change direction in an align, \n"
+                   .. "you shold use \\hbox or \\vbox.")
+      else
+        local h = (lv==0) and tex.lists.page_head or tex_nest[lv].head.next
+        local flag,w = test_list(h,lv)
+        if flag==0 then
+           if lv==0 and not page_direction then
+              page_direction = v -- for first call of \yoko (in luatexja-core.sty)
+           else
               ltjb.package_error(
                  'luatexja',
-                 "Use `\\" .. name .. "' at top of list",
+                 "Use `\\" .. tostring(name) .. "' at top of list",
                  'Direction change command by LuaTeX-ja is available\n'
-                 .. 'only while current list is null.')
-           end
-        else
-           local w = node_new(id_whatsit, sid_user)
-           setfield(w, 'next', hd)
-           setfield(w, 'user_id', wh_DIR)
-           setfield(w, 'type', 100)
-           setfield(w, 'value', v)
-           Dnode.write(w)
-        end
-     end
-  end
-  luatexja.direction.set_list_direction = set_list_direction
+                   .. 'only when the current list is null.')
+           end
+        elseif flag==1 then 
+           node_set_attr(w, attr_dir, v)
+           if lv==0 then page_direction = v end
+        else
+           local w = node_new(id_whatsit, sid_user)
+           setfield(w, 'next', nil)
+           setfield(w, 'user_id', DIR)
+           setfield(w, 'type', 110)
+           set_attr(w, attr_dir, v)
+           Dnode.write(w)
+           if lv==0 then page_direction = v end
+        end
+         tex_set_attr('global', attr_icflag, 0)
+      end
+      tex_set_attr('global', attr_dir, 0)
+   end
+   luatexja.direction.set_list_direction = set_list_direction
 end
 
 -- ボックスに dir whatsit を追加
+local function create_dir_whatsit(hd, gc, new_dir)
+   if getid(hd)==id_whatsit and 
+           getsubtype(hd)==sid_user and getfield(hd, 'user_id')==DIR then
+      set_attr(hd, attr_icflag, 
+              get_attr_icflag(hd) + PROCESSED_BEGIN_FLAG)
+      tex_set_attr('global', attr_icflag, 0)
+      return hd
+   else
+      local w = node_new(id_whatsit, sid_user)
+      setfield(w, 'next', hd)
+      setfield(w, 'user_id', DIR)
+      setfield(w, 'type', 110)
+      set_attr(w, attr_dir, new_dir)
+      set_attr(w, attr_icflag, PROCESSED_BEGIN_FLAG)
+      set_attr(hd, attr_icflag, 
+              (has_attr(hd, attr_icflag) or 0)%PROCESSED_BEGIN_FLAG 
+                 + PROCESSED_BEGIN_FLAG)
+      tex_set_attr('global', attr_dir, 0)
+      tex_set_attr('global', attr_icflag, 0)
+      return w
+   end
+end
+
+-- hpack_filter, vpack_filter, post_line_break_filter
+-- の結果を組方向を明示するため,先頭に dir_node を設置
 do
-   local tex_getcount = tex.getcount
-   local function set_dir_flag(h, gc)
+   local function create_dir_whatsit_hpack(h, gc)
+      local hd = to_direct(h)
       if gc=='fin_row' or gc == 'preamble'  then
+        if hd  then
+           set_attr(hd, attr_icflag, PROCESSED_BEGIN_FLAG)
+           tex_set_attr('global', attr_icflag, 0)
+        end
         return h
       else
-        local hd = to_direct(h)
-        local w
-        if hd and getid(hd)==id_whatsit and getsubtype(hd)==sid_user
-        and getfield(hd, 'user_id')==wh_DIR then
-           return h
-        else
-           w = node_new(id_whatsit, sid_user)
-           setfield(w, 'next', hd)
-            setfield(w, 'user_id', wh_DIR)
-            setfield(w, 'type', 100)
-            setfield(w, 'value', ltjs.list_dir)
-            return to_node(w)
-        end
+        adjust_badness(hd)
+        return to_node(create_dir_whatsit(hd, gc, ltjs.list_dir))
+      end
+   end
+
+   luatexbase.add_to_callback('hpack_filter', 
+                             create_dir_whatsit_hpack, 'ltj.create_dir_whatsit', 10000)
+end
+
+do
+   local function create_dir_whatsit_parbox(h, gc)
+      stop_time_measure('tex_linebreak')
+      -- start 側は ltj-debug.lua に
+      local new_dir, hd = ltjs.list_dir, to_direct(h)
+      for line in traverse_id(id_hlist, hd) do
+         local nh = getlist(line)
+        setfield(line, 'head', create_dir_whatsit(nh, gc, new_dir) )
+        set_attr(line, attr_dir, new_dir)
       end
+      tex_set_attr('global', attr_dir, 0)
+      return h 
    end
-   luatexbase.add_to_callback('hpack_filter', set_dir_flag, 'ltj.set_dir_flag', 10000)
-   local function set_dir_flag_vbox(h, gc)
-      local w = to_direct(h)
+   luatexbase.add_to_callback('post_linebreak_filter', 
+                             create_dir_whatsit_parbox, 'ltj.create_dir_whatsit', 10000)
+end
+
+local create_dir_whatsit_vbox
+do
+   local wh = {}
+   local id_glue, sid_parskip = node.id('glue'), 3
+   create_dir_whatsit_vbox = function (hd, gc)
       ltjs.list_dir = get_dir_count()
-      if getid(w)==id_whatsit and getsubtype(w)==sid_user
-      and getfield(w, 'user_id')==wh_DIR then
-         ltjs.list_dir = getfield(w, 'value')
-         return h
+      -- remove dir whatsit
+      for x in traverse_id(id_whatsit, hd) do
+        if getsubtype(x)==sid_user and getfield(x, 'user_id')==DIR then
+           wh[#wh+1]=x
+        end
+      end
+      if hd==wh[1] then
+        ltjs.list_dir =has_attr(hd,attr_dir)
+        local x = node_next(hd)
+        if getid(x)==id_glue and getsubtype(x)==sid_parskip then
+           node_remove(hd,x); node_free(x)
+        end
+      end
+      for i=1,#wh do  
+        hd = node_remove(hd, wh[i]); node_free(wh[i]); wh[i] = nil 
+      end
+      if gc=='fin_row' then -- gc == 'preamble' case is treated in dir_adjust_vpack
+        if hd  then
+           set_attr(hd, attr_icflag, PROCESSED_BEGIN_FLAG)
+           tex_set_attr('global', attr_icflag, 0)
+        end
+        return hd
       else
-         return set_dir_flag(h, gc)
+        local n =node_next(hd)
+        if gc=='vtop' then
+           local w = create_dir_whatsit(hd, gc, ltjs.list_dir)
+           -- move  dir whatsit after hd
+           setfield(hd, 'next', w); setfield(w, 'next', n)
+           return hd
+        else
+           hd = create_dir_whatsit(hd, gc, ltjs.list_dir)
+           return hd
+        end
       end
    end
-   luatexbase.add_to_callback('vpack_filter', set_dir_flag_vbox, 'ltj.set_dir_flag', 1)
-   luatexbase.add_to_callback('post_linebreak_filter',
-                             function (h)
-                                stop_time_measure('tex_linebreak')
-                                -- start 側は ltj-debug.lua に
-                                local new_dir = ltjs.list_dir
-                                for line in traverse_id(id_hlist, to_direct(h)) do
-                                   set_attr(line, attr_dir, new_dir)
-                                end
-                                return set_dir_flag(h, tostring(gc))
-                             end, 'ltj.set_dir_flag', 100)
-
 end
 
-
-
-local make_dir_node
+-- dir_node に包む方法を書いたテーブル
+local dir_node_aux
 do
+   local floor = math.floor
    local get_h =function (w,h,d) return h end
    local get_d =function (w,h,d) return d end
    local get_h_d =function (w,h,d) return h+d end
-   local get_h_neg =function (w,h,d) return -h end
+   local get_h_d_neg =function (w,h,d) return -h-d end
    local get_d_neg =function (w,h,d) return -d end
-   local get_w_half =function (w,h,d) return 0.5*w end
-   local get_w_neg_half =function (w,h,d) return -0.5*w end
+   local get_w_half =function (w,h,d) return floor(0.5*w) end
+   local get_w_half_rem =function (w,h,d) return w-floor(0.5*w) end
    local get_w_neg =function (w,h,d) return -w end
    local get_w =function (w,h,d) return w end
-   local dir_node_aux = {
-      [dir_yoko] = { -- yoko を tate 中で組む
-        width  = get_h_d,
-        height = get_w_half,
-        depth  = get_w_half,
-        [id_hlist] = {
-           { 'kern', get_h },
-           { 'whatsit', sid_save },
-           { 'rotate', '0 1 -1 0' },
-           { 'kern', get_w_neg_half },
-           { 'box' },
-           { 'kern', get_w_neg_half },
-           { 'whatsit', sid_restore },
+   local zero = function() return 0 end
+   dir_node_aux = {
+      [dir_yoko] = { -- yoko を 
+        [dir_tate] = { -- tate 中で組む
+           width  = get_h_d,
+           height = get_w_half,
+           depth  = get_w_half_rem,
+           [id_hlist] = {
+              { 'whatsit', sid_save },
+              { 'rotate', '0 1 -1 0' },
+              { 'kern', function(w,h,d,nw,nh,nd) return -nd end },
+              { 'box' , get_h},
+              { 'kern', function(w,h,d,nw,nh,nd) return nd-w end },
+              { 'whatsit', sid_restore },
+           },
+           [id_vlist] = {
+              { 'whatsit', sid_save },
+              { 'rotate', '0 1 -1 0' },
+              { 'kern' , zero },
+              { 'box' , function(w,h,d,nw,nh,nd) return -nh-nd end },
+              { 'kern', get_h_d_neg},
+              { 'whatsit', sid_restore },
+           },
+        },
+        [dir_dtou] = { -- dtou 中で組む
+           width  = get_h_d,
+           height = get_w,
+           depth  = zero,
+           [id_hlist] = {
+              { 'whatsit', sid_save },
+              { 'rotate', '0 -1 1 0' },
+              { 'kern', function(w,h,d,nw,nh,nd) return -nh end },
+              { 'box', get_d_neg },
+              { 'kern', function(w,h,d,nw,nh,nd) return nh-w end },
+              { 'whatsit', sid_restore },
+           },
+           [id_vlist] = {
+              { 'whatsit', sid_save },
+              { 'rotate', '0 -1 1 0' },
+              { 'kern', get_h_d_neg },
+              { 'box', zero },
+              { 'whatsit', sid_restore },
+           },
         },
-        [id_vlist] = {
-           { 'kern', get_w},
-           { 'whatsit', sid_save },
-           { 'rotate', '0 1 -1 0' },
-           { 'box' },
-           { 'kern', get_h_neg},
-           { 'whatsit', sid_restore },
+      },
+      [dir_tate] = { -- tate を
+        [dir_yoko] = { -- yoko 中で組む
+           width  = get_h_d,
+           height = get_w,
+           depth  = zero,
+           [id_hlist] = {
+              { 'whatsit', sid_save },
+              { 'rotate', '0 -1 1 0' },
+              { 'kern', function (w,h,d,nw,nh,nd) return -nh end },
+              { 'box' , get_d_neg },
+              { 'kern', function (w,h,d,nw,nh,nd) return nh-w end },
+              { 'whatsit', sid_restore },
+           },
+           [id_vlist] = {
+              { 'whatsit', sid_save },
+              { 'rotate', '0 -1 1 0' },
+              { 'kern', get_h_d_neg },
+              { 'box', zero },
+              { 'whatsit', sid_restore },
+           },
         },
+        [dir_dtou] = { -- dtou 中で組む
+           width  = get_w,
+           height = get_d,
+           depth  = get_h,
+           [id_hlist] = {
+              { 'whatsit', sid_save },
+              { 'rotate', '-1 0 0 -1' },
+              { 'kern', get_w_neg },
+              { 'box',  function (w,h,d,nw,nh,nd) return h-nd end },
+              { 'whatsit', sid_restore },
+           },
+           [id_vlist] = {
+              { 'whatsit', sid_save },
+              { 'rotate', '-1 0 0 -1' },
+              { 'kern', get_h_d_neg },
+              { 'box', get_w_neg },
+              { 'whatsit', sid_restore },
+           },
+         },
       },
-      [dir_tate] = { -- tate を yoko 中で組む
-        width  = get_h_d,
-        height = get_w,
-        depth  = function() return 0 end,
-        [id_hlist] = {
-           { 'kern', get_d },
-           { 'whatsit', sid_save },
-           { 'rotate', '0 -1 1 0' },
-           { 'kern', get_w_neg },
-           { 'box' },
-           { 'whatsit', sid_restore },
+      [dir_dtou] = { -- dtou を
+        [dir_yoko] = { -- yoko 中で組む
+           width  = get_h_d,
+           height = get_w, 
+           depth  = zero,
+           [id_hlist] = {
+              { 'whatsit', sid_save },
+              { 'rotate', '0 1 -1 0' },
+              { 'kern', function (w,h,d,nw,nh,nd) return -nd end },
+              { 'box', get_h },
+              { 'kern', function (w,h,d,nw,nh,nd) return nd-w end },
+              { 'whatsit', sid_restore },
+           },
+           [id_vlist] = {
+               { 'kern', zero },
+              { 'whatsit', sid_save },
+              { 'rotate', '0 1 -1 0' },
+              { 'box', function (w,h,d,nw,nh,nd) return -nd-nh end },
+              { 'kern', get_h_d_neg },
+              { 'whatsit', sid_restore },
+           },
         },
-        [id_vlist] = {
-           { 'whatsit', sid_save },
-           { 'rotate', '0 -1 1 0' },
-           { 'kern', get_h_neg },
-           { 'kern', get_d_neg },
-           { 'box' },
-           { 'whatsit', sid_restore },
+        [dir_tate] = { -- tate 中で組む
+           width  = get_w,
+           height = get_d,
+           depth  = get_h,
+           [id_hlist] = {
+              { 'whatsit', sid_save },
+              { 'rotate', '-1 0 0 -1' },
+              { 'kern', get_w_neg },
+              { 'box', function (w,h,d,nw,nh,nd) return h-nd end },
+              { 'whatsit', sid_restore },
+           },
+           [id_vlist] = {
+              { 'whatsit', sid_save },
+              { 'rotate', ' -1 0 0 -1' },
+              { 'kern', function (w,h,d,nw,nh,nd) return -nh-nd end }, 
+              { 'box', get_w_neg },
+              { 'kern', function (w,h,d,nw,nh,nd) return nh+nd-h-d end }, 
+              { 'whatsit', sid_restore },
+           },
         },
       },
    }
+end
 
-   clean_dir_whatsit = function(b)
-      local bh = getlist(b)
-      local dir
-      for x in traverse_id(id_whatsit, bh) do
-        if getsubtype(x)==sid_user and getfield(x, 'user_id')==wh_DIR then
-            setfield(b, 'head', (node_remove(bh, x)))
-            dir = getfield(bh, 'value')
-            set_attr(b, attr_dir, dir)
-            set_attr(b, attr_icflag, PROCESSED)
-            node_free(x); break
+-- 1st ret val: b の組方向
+-- 2nd ret val はその DIR whatsit
+local function get_box_dir(b, default)
+   start_time_measure('get_box_dir')
+   local dir = has_attr(b, attr_dir) or 0
+   local bh = getfield(b,'head') 
+   -- b は insert node となりうるので getlist() は使えない
+   local c
+   for i=1,2 do
+      if bh and getid(bh)==id_whatsit
+      and getsubtype(bh)==sid_user and getfield(bh, 'user_id')==DIR then
+        c = bh
+        dir = (dir==0) and has_attr(bh, attr_dir) or dir
+      end
+      bh = node_next(bh)
+   end
+   stop_time_measure('get_box_dir')
+   return (dir==0 and default or dir), c
+end
+
+do
+   local getbox = tex.getbox
+   local function check_dir(reg_num)
+      start_time_measure('box_primitive_hook')
+      local list_dir = get_dir_count()%dir_math_mod
+      local b = getbox(tex_getcount('ltj@tempcnta'))
+      if b then
+        local box_dir = get_box_dir(to_direct(b), dir_yoko)
+        if box_dir%dir_math_mod ~= list_dir then
+          --  print('NEST', tex_nest.ptr, tex_getcount('ltj@tempcnta'))
+          --  luatexja.ext_show_node_list(
+           --     (tex_nest.ptr==0) and tex.lists.page_head or tex_nest[tex_nest.ptr].head,
+           --     'LIST' .. tostring(list_dir) .. '> ', print)
+          -- luatexja.ext_show_node_list(b, 'BOX' .. tostring(box_dir) .. '> ', print)
+           ltjb.package_error(
+              'luatexja',
+              "Incompatible direction list can't be unboxed",
+              'I refuse to unbox a box in differrent direction.')
         end
       end
-      return dir
+      if luatexja.global_temp and tex.globaldefs~=luatexja.global_temp then 
+        tex.globaldefs = luatexja.global_temp
+      end
+      stop_time_measure('box_primitive_hook')
+   end
+   luatexja.direction.check_dir = check_dir
+end
+
+-- dir_node に包まれている「本来の中身」を取り出し,
+-- dir_node を全部消去
+local function unwrap_dir_node(b, head, box_dir)
+   -- b: dir_node, head: the head of list, box_dir: 
+   -- return values are (new head), (next of b), (contents), (dir of contents)
+   local bh = getlist(b)
+   local bc = node_next(node_next(node_next(bh)))
+   local nh, nb
+   node_remove(bh, bc); 
+   Dnode.flush_list(bh)
+   if head then
+      nh = insert_before(head, b, bc)
+      nh, nb = node_remove(nh, b)
+      setfield(b, 'next', nil)
+      setfield(b, 'head', nil)
+      node_free(b)
+   end
+   local shift_old, b_dir, wh = nil, get_box_dir(bc, 0)
+   if wh then
+      Dnode.flush_list(getfield(wh, 'value'))
+      setfield(wh, 'value', nil)
    end
-   luatexja.direction.clean_dir_whatsit = clean_dir_whatsit
-   make_dir_node = function (head, b, new_dir, origin)
-      
+   setfield(bc, 'shift', 0)
+   return nh, nb, bc, b_dir
+end
+
+-- is_manual: 寸法変更に伴うものか?
+local function create_dir_node(b, b_dir, new_dir, is_manual)
+   local info = dir_node_aux[b_dir%dir_math_mod][new_dir%dir_math_mod]
+   local w = getfield(b, 'width')
+   local h = getfield(b, 'height')
+   local d = getfield(b, 'depth')
+   local db = node_new(getid(b)) -- dir_node
+   set_attr(db, attr_dir, 
+           new_dir + (is_manual and dir_node_manual or dir_node_auto))
+   set_attr(db, attr_icflag, PROCESSED)
+   set_attr(b, attr_icflag, PROCESSED)
+   tex_set_attr('global', attr_dir, 0)
+   tex_set_attr('global', attr_icflag, 0)
+   setfield(db, 'dir', getfield(b, 'dir'))
+   setfield(db, 'shift', 0)
+   setfield(db, 'width',  info.width(w,h,d))
+   setfield(db, 'height', info.height(w,h,d))
+   setfield(db, 'depth',  info.depth(w,h,d))
+   return db
+end
+
+-- 異方向のボックスの処理
+local make_dir_whatsit, process_dir_node
+do
+   make_dir_whatsit = function (head, b, new_dir, origin)
+      new_dir = new_dir%dir_math_mod
       -- head: list head, b: box
       -- origin: コール元 (for debug)
       -- return value: (new head), (next of b), (new b), (is_b_dir_node)
       -- (new b): b か dir_node に被せられた b
-      local old_dir = has_attr(b, attr_dir) or 0
       local bh = getlist(b)
-      if old_dir ==0 then
-        if getsubtype(bh)==sid_user and getfield(bh, 'user_id')==wh_DIR then
-           old_dir = getfield(bh, 'value')
-           set_attr(b, attr_dir, old_dir)
-           setfield(b, 'head', (node_remove(bh, bh)))
+      local box_dir, dn =  get_box_dir(b, ltjs.list_dir)
+      -- 既に b の中身にあるwhatsit
+
+      if box_dir%dir_math_mod==new_dir then
+        if box_dir>=dir_node_auto then
+           -- dir_node としてカプセル化されている
+           local bc = node_next(node_next(node_next(bh)))
+           local _, dnc = get_box_dir(b, 0)
+           if dnc then -- free all other dir_node
+              Dnode.flush_list(getfield(dnc, 'value'))
+              setfield(dnc, 'value', nil)
+           end
+           set_attr(b, attr_dir, box_dir%dir_math_mod + dir_node_auto)
+           return head, node_next(b), b, true
+        else
+           -- 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
+           return head, node_next(b), b, false
         end
-        if old_dir ==0 then old_dir = ltjs.list_dir end
-      end
-      if old_dir==new_dir then
-        return head, node_next(b), b, false
-      elseif  -old_dir == new_dir  then
-        return head, node_next(b), b, true
       else
-        local nh, nb, ret, flag
-        if old_dir < 0 then
-           -- b itself is a dir node; just unwrap
-           local bc = node_next(node_next(
-                                   node_next(node_next(bh))))
-           node_remove(bh, bc);
-           nh, nb =  insert_before(head, b, bc), nil
-           nh, nb = node_remove(head, b)
-           setfield(b, 'next', nil); Dnode.flush_list(b)
-           ret, flag = bc, false
-        else
-           local bid = getid(b)
-           local db = node_new(bid) -- dir node
-           nh, nb =  insert_before(head, b, db), nil
-           nh, nb = node_remove(nh, b)
-           local w = getfield(b, 'width')
-           local h = getfield(b, 'height')
-           local d = getfield(b, 'depth')
-           local info = dir_node_aux[old_dir]
-           set_attr(db, attr_dir, -new_dir)
-           set_attr(b, attr_icflag, PROCESSED)
-           set_attr(db, attr_icflag, PROCESSED)
-           setfield(db, 'dir', getfield(b, 'dir'))
-           setfield(db, 'shift', 0)
-           setfield(db, 'width',  info.width(w,h,d))
-           setfield(db, 'height', info.height(w,h,d))
-           setfield(db, 'depth',  info.depth(w,h,d))
-           local db_head, db_tail  = nil
-           for _,v in ipairs(info[bid]) do
-              local cmd, arg, nn = v[1], v[2]
-              if cmd=='kern' then
-                 nn = node_new(id_kern)
-                 setfield(nn, 'kern', arg(w, h, d))
-              elseif cmd=='whatsit' then
-                 nn = node_new(id_whatsit, arg)
-              elseif cmd=='rotate' then
-                 nn = node_new(id_whatsit, sid_matrix)
-                 setfield(nn, 'data', arg)
-              elseif cmd=='box' then
-                 nn = b; setfield(b, 'next', nil)
-              end
-              if db_head then
-                 insert_after(db_head, db_tail, nn)
-                 db_tail = nn
-              else
-                 db_head, db_tail = nn, nn
-              end
+        -- 組方向を合わせる必要あり
+         local nh, nb, ret, flag
+        if box_dir>= dir_node_auto then -- unwrap
+           local b_dir
+            head, nb, b, b_dir = unwrap_dir_node(b, head, box_dir)
+           bh = getlist(b)
+           if b_dir%dir_math_mod==new_dir then
+              -- dir_node の中身が周囲の組方向とあっている
+              return head, nb, b, false 
+           else box_dir = b_dir end
+        end
+        box_dir = box_dir%dir_math_mod
+        local db
+        local dnh = getfield(dn, 'value')
+        for x in traverse(dnh) do
+           if has_attr(x, attr_dir)%dir_math_mod == new_dir then
+              setfield(dn, 'value', to_node(node_remove(dnh, x)))
+              db=x; break
+           end
+        end
+        Dnode.flush_list(getfield(dn, 'value'))
+        db = db or create_dir_node(b, box_dir, new_dir, false)
+        local w = getfield(b, 'width')
+        local h = getfield(b, 'height')
+        local d = getfield(b, 'depth')
+        local dn_w = getfield(db, 'width')
+        local dn_h = getfield(db, 'height')
+        local dn_d = getfield(db, 'depth')
+        nh, nb =  insert_before(head, b, db), nil
+        nh, nb = node_remove(nh, b)
+        local db_head, db_tail  = nil
+        for _,v in ipairs(dir_node_aux[box_dir][new_dir][getid(b)]) do
+           local cmd, arg, nn = v[1], v[2]
+           if cmd=='kern' then
+              nn = node_new(id_kern)
+              setfield(nn, 'kern', arg(w, h, d, dn_w, dn_h, dn_d))
+           elseif cmd=='whatsit' then
+              nn = node_new(id_whatsit, arg)
+           elseif cmd=='rotate' then
+              nn = node_new(id_whatsit, sid_matrix)
+              setfield(nn, 'data', arg)
+           elseif cmd=='box' then
+              nn = b; setfield(b, 'next', nil)
+              setfield(nn, 'shift', arg(w, h, d, dn_w, dn_h, dn_d))
+           end
+           if db_head then
+              insert_after(db_head, db_tail, nn)
+              db_tail = nn
+           else
+              db_head, db_tail = nn, nn
            end
            setfield(db, 'head', db_head)
            ret, flag = db, true
@@ -290,83 +634,247 @@ do
         return nh, nb, ret, flag
       end
    end
-   local function process_dir_node(head, gc)
-      start_time_measure('direction_vpack')
-      local h = to_direct(head)
-      local x, new_dir = h, ltjs.list_dir or dir_yoko
+   process_dir_node = function (hd, gc)
+      local x, new_dir = hd, ltjs.list_dir or dir_yoko
       while x do
         local xid = getid(x)
-        if (xid==id_hlist and has_attr(x, attr_icflag)~=PACKED) or xid==id_vlist then
-           h, x = make_dir_node(h, x, new_dir, 'process_dir_node:' .. gc)
+        if (xid==id_hlist and get_attr_icflag(x)~=PACKED)
+        or xid==id_vlist then
+           hd, x = make_dir_whatsit(hd, x, new_dir, 'process_dir_node:' .. gc)
         else
            x = node_next(x)
         end
       end
-      stop_time_measure('direction_vpack')
-      return to_node(h)
+      return hd
    end
-   luatexja.direction.make_dir_node = make_dir_node
-   luatexbase.add_to_callback('vpack_filter',
-                             process_dir_node, 'ltj.dir_node', 10001)
-
-end
 
-
--- 縦書き用字形への変換テーブル
-local font_vert_table = {} -- key: fontnumber
-do
-   local font_vert_basename = {} -- key: basename
-   local function add_feature_table(tname, src, dest)
-      for i,v in pairs(src) do
-        if type(v.slookups)=='table' then
-           local s = v.slookups[tname]
-           if s and not dest[i] then
-              dest[i] = s
+   -- lastbox
+   local node_prev = (Dnode~=node) and Dnode.getprev or node.prev
+   local function lastbox_hook()
+      start_time_measure('box_primitive_hook')
+      local bn = tex_nest[tex_nest.ptr].tail
+      if bn then
+        local b, head = to_direct(bn), to_direct(tex_nest[tex_nest.ptr].head)
+        local bid = getid(b)
+        if bid==id_hlist or bid==id_vlist then
+           local box_dir =  get_box_dir(b, 0)
+           if box_dir>= dir_node_auto then -- unwrap dir_node
+              local p = node_prev(b)
+              local dummy1, dummy2, nb = unwrap_dir_node(b, nil, box_dir)
+              setfield(p, 'next', nb);  tex_nest[tex_nest.ptr].tail = to_node(nb)
+              setfield(b, 'next', nil); setfield(b, 'head', nil)
+              node_free(b); b = nb
+           end
+           local _, wh =  get_box_dir(b, 0) -- clean dir_node attached to the box
+           if wh then
+              Dnode.flush_list(getfield('value', wh))
+              setfield(wh, 'value', nil)
            end
         end
       end
+      stop_time_measure('box_primitive_hook')
    end
 
-   local function prepare_vert_data(n, id)
-      -- test if already loaded
-      if type(id)=='number' then -- sometimes id is an integer
-         font_vert_table[n] = font_vert_table[id]; return
-      elseif (not id) or font_vert_table[n]  then return
+   luatexja.direction.make_dir_whatsit = make_dir_whatsit
+   luatexja.direction.lastbox_hook = lastbox_hook
+end
+
+-- \wd, \ht, \dp の代わり
+do
+   local getbox, setdimen = tex.getbox, tex.setdimen
+   local function get_box_dim_common(key, s, l_dir)
+      -- s: not dir_node.
+      local s_dir, wh = get_box_dir(s, dir_yoko)
+      s_dir = s_dir%dir_math_mod
+      if s_dir ~= l_dir then
+         local not_found = true
+         for x in traverse(getfield(wh, 'value')) do
+            if l_dir == has_attr(x, attr_dir)%dir_node_auto then
+               setdimen('ltj@tempdima', getfield(x, key))
+               not_found = false; break
+            end
+         end
+         if not_found then
+            local w = getfield(s, 'width')
+            local h = getfield(s, 'height')
+            local d = getfield(s, 'depth')
+            setdimen('ltj@tempdima', 
+                         dir_node_aux[s_dir][l_dir][key](w,h,d))
+         end
+      else
+         setdimen('ltj@tempdima', getfield(s, key))
       end
-      local fname = id.filename
-      local bname = file.basename(fname)
-      if not fname then
-         font_vert_table[n] = {}; return
-      elseif font_vert_basename[bname] then
-         font_vert_table[n] = font_vert_basename[bname]; return
+   end
+   local function get_box_dim(key, n)
+      local gt = tex.globaldefs; tex.globaldefs = 0
+      local s = getbox(n)
+      if s then
+         local l_dir = (get_dir_count())%dir_math_mod
+         s = to_direct(s)
+         local b_dir = get_box_dir(s,dir_yoko)
+         if b_dir<dir_node_auto then
+            get_box_dim_common(key, s, l_dir)
+         elseif b_dir%dir_math_mod==l_dir then
+            setdimen('ltj@tempdima', getfield(s, key))
+         else
+            get_box_dim_common(key, 
+                              node_next(node_next(node_next(getlist(s)))), l_dir)
+         end
+      else
+         setdimen('ltj@tempdima', 0)
       end
-      local vtable = {}
-      local a = id.resources.sequences
-      if a then
-        local s = id.shared.rawdata.descriptions
-        for i,v in pairs(a) do
-           if v.features.vert or v.features.vrt2 then
-              add_feature_table(v.subtables[1], s, vtable)
+      tex.globaldefs = gt
+   end
+   luatexja.direction.get_box_dim = get_box_dim
+
+   -- return value: (changed dimen of box itself?)
+   local function set_box_dim_common(key, s, l_dir)
+      local s_dir, wh = get_box_dir(s, dir_yoko)
+      s_dir = s_dir%dir_math_mod
+      if s_dir ~= l_dir then
+         if not wh then
+            wh = create_dir_whatsit(getlist(s), 'set_box_dim', s_dir)
+            setfield(s, 'head', wh)
+         end
+         local db
+         local dnh = getfield(wh, 'value')
+         for x in traverse(dnh) do
+            if has_attr(x, attr_dir)%dir_node_auto==l_dir then
+               db = x; break
+            end
+         end
+         if not db then
+            db = create_dir_node(s, s_dir, l_dir, true)
+            setfield(db, 'next', dnh)
+            setfield(wh, 'value',to_node(db))
+         end
+         setfield(db, key, tex.getdimen('ltj@tempdima'))
+        return false
+      else
+         setfield(s, key, tex.getdimen('ltj@tempdima'))
+        if wh then
+           -- change dimension of dir_nodes which are created "automatically"
+              local bw, bh, bd 
+                 = getfield(s,'width'), getfield(s, 'height'), getfield(s, 'depth')
+           for x in traverse(getfield(wh, 'value')) do
+              local x_dir = has_attr(x, attr_dir)
+              if x_dir<dir_node_manual then
+                 local info = dir_node_aux[s_dir][x_dir%dir_node_auto]
+                 setfield(x, 'width',  info.width(bw,bh,bd))
+                 setfield(x, 'height', info.height(bw,bh,bd))
+                 setfield(x, 'depth',  info.depth(bw,bh,bd))
+              end
            end
         end
+        return true
       end
-      font_vert_basename[bname] = vtable
-      font_vert_table[n] = vtable
    end
-   -- 縦書き用字形への変換
-   function luatexja.direction.get_vert_glyph(n, chr)
-      local fn = font_vert_table[n]
-      return fn and fn[chr] or chr
+   local function set_box_dim(key)
+      local n = tex_getcount('ltj@tempcnta')
+      local s = getbox(n)
+      if s then
+        local l_dir = (get_dir_count())%dir_math_mod
+        s = to_direct(s)
+         local b_dir = get_box_dir(s,dir_yoko)
+         if b_dir<dir_node_auto then
+            set_box_dim_common(key, s, l_dir)
+        elseif b_dir%dir_math_mod == l_dir then
+           -- s is dir_node
+           setfield(s, key, tex.getdimen('ltj@tempdima'))
+           if b_dir<dir_node_manual then
+              set_attr(s, attr_dir, b_dir%dir_node_auto + dir_node_manual)
+           end
+           -- re-calculate shift and kern (TODO)
+           local sid, sl = getid(s), getlist(s)
+           local b = node_next(node_next(node_next(sl))) -- 本来の box
+           local info = dir_node_aux[get_box_dir(b,dir_yoko)%dir_math_mod][b_dir%dir_node_auto]
+           local bw, bh, bd 
+              = getfield(b,'width'), getfield(b, 'height'), getfield(b, 'depth')
+           local sw, sh, sd 
+              = getfield(s,'width'), getfield(s, 'height'), getfield(s, 'depth')
+           -- re-calculate shift and kern
+           for i,v in ipairs(info[sid]) do 
+              if getid(sl)==id_kern then
+                 setfield(sl, 'kern', v[2](bw,bh,bd,sw,sh,sd) )
+              elseif getid(sl)==sid then
+                 setfield(sl, 'shift', v[2](bw,bh,bd,sw,sh,sd) )
+              end
+              sl = node_next(sl)
+           end
+         else
+           local sid, sl = getid(s), getlist(s)
+           local b = node_next(node_next(node_next(sl))) -- 本来の box
+           local info = dir_node_aux[get_box_dir(b,dir_yoko)%dir_math_mod][b_dir%dir_node_auto]
+           local bw, bh, bd 
+              = getfield(b,'width'), getfield(b, 'height'), getfield(b, 'depth')
+           local sw, sh, sd 
+              = getfield(s,'width'), getfield(s, 'height'), getfield(s, 'depth')
+           if set_box_dim_common(key, b, l_dir) then
+              -- re-calculate shift and kern
+              for i,v in ipairs(info[sid]) do 
+                 if getid(sl)==id_kern then
+                    setfield(sl, 'kern', v[2](bw,bh,bd,sw,sh,sd) )
+                 elseif getid(sl)==sid then
+                    setfield(sl, 'shift', v[2](bw,bh,bd,sw,sh,sd) )
+                 end
+                 sl = node_next(sl)
+              end
+              -- re-calculate dimension of s, if s is created "automatically"
+              if b_dir<dir_node_manual then
+                 setfield(s, 'width',  info.width(bw,bh,bd))
+                 setfield(s, 'height', info.height(bw,bh,bd))
+                 setfield(s, 'depth',  info.depth(bw,bh,bd))
+              end
+           end
+         end
+      end
    end
-   luatexbase.add_to_callback('luatexja.define_font',
-                             function (res, name, size, id)
-                                prepare_vert_data(id, res)
-                             end,
-                             'prepare_vert_data', 1)
+   luatexja.direction.set_box_dim = set_box_dim
+end
 
-   local function a (n, dat) font_vert_table[n] = dat end
-   luatexja.rmlgbm.vert_addfunc = a
+do
+   local getbox = tex.getbox
+   local function get_register_dir(n)
+      local s = getbox(n)
+      if s then
+         s = to_direct(s)
+         local b_dir = get_box_dir(s, dir_yoko)
+         if b_dir<dir_node_auto then
+           return b_dir
+         else
+           local b_dir = get_box_dir(
+              node_next(node_next(node_next(getlist(s)))), dir_yoko)
+           return b_dir
+         end
+      else
+         return 0
+      end
+   end
+   luatexja.direction.get_register_dir = get_register_dir
+end
 
+do
+   local getbox, setbox, copy_list = tex.getbox, tex.setbox, Dnode.copy_list
+   -- raise, lower
+   function luatexja.direction.raise_box()
+      start_time_measure('box_primitive_hook')
+      local list_dir = get_dir_count()
+      local s = getbox('ltj@afbox')
+      if s then
+        local sd = to_direct(s)
+        local box_dir = get_box_dir(sd, dir_yoko)
+        if box_dir%dir_math_mod ~= list_dir then
+           setbox(
+              'ltj@afbox', 
+              to_node(
+                 copy_list(make_dir_whatsit(sd, sd, list_dir, 'box_move'))
+                 -- without copy_list, we get a segfault
+              )
+           )
+        end
+      end
+      stop_time_measure('box_primitive_hook')
+   end
 end
 
 -- PACKED の hbox から文字を取り出す
@@ -379,3 +887,103 @@ do
    end
    luatexja.direction.glyph_from_packed = glyph_from_packed
 end
+
+-- adjust and insertion
+local id_adjust = node.id('adjust')
+function luatexja.direction.check_adjust_direction()
+   start_time_measure('box_primitive_hook')
+   local list_dir = get_adjust_dir_count()
+   local a = tex_nest[tex_nest.ptr].tail
+   local ad = to_direct(a)
+   if a and getid(ad)==id_adjust then
+      local adj_dir = get_box_dir(ad)
+      if list_dir~=adj_dir then
+         ltjb.package_error(
+                 'luatexja',
+                 'Direction Incompatible',
+                 "\\vadjust's argument and outer vlist must have same direction.")
+         Dnode.last_node()
+      end
+   end
+   stop_time_measure('box_primitive_hook')
+end
+
+-- vsplit
+do
+   local split_dir_whatsit
+   local function dir_adjust_vpack(h, gc)
+      start_time_measure('direction_vpack')
+      local hd = to_direct(h)
+      if gc=='split_keep' then
+        -- supply dir_whatsit
+        hd = create_dir_whatsit_vbox(hd, gc)
+        split_dir_whatsit = hd
+      elseif gc=='split_off'  then
+        local bh=hd
+        for i=1,2 do
+           if bh and getid(bh)==id_whatsit
+           and getsubtype(bh)==sid_user and getfield(bh, 'user_id')==DIR then
+              ltjs.list_dir  = has_attr(bh, attr_dir); break
+           end
+           bh = node_next(bh)
+        end
+        if split_dir_whatsit then
+           -- adjust direction of 'split_keep'
+           set_attr(split_dir_whatsit, attr_dir, ltjs.list_dir)
+        end
+        split_dir_whatsit=nil
+      elseif gc=='preamble' then
+        split_dir_whatsit=nil
+      else
+        adjust_badness(hd)
+        hd = process_dir_node(create_dir_whatsit_vbox(hd, gc), gc)
+        split_dir_whatsit=nil
+      end
+      stop_time_measure('direction_vpack')
+      return to_node(hd)
+   end
+   luatexbase.add_to_callback('vpack_filter',
+                             dir_adjust_vpack,
+                             'ltj.direction', 10000)
+end
+
+do
+   -- supply direction whatsit to the main vertical list "of the next page"
+   local function dir_adjust_pre_output(h, gc)
+      return to_node(create_dir_whatsit_vbox(to_direct(h), gc))
+   end
+   luatexbase.add_to_callback('pre_output_filter',
+                             dir_adjust_pre_output,
+                             'ltj.direction', 10000)
+
+   function luatexja.direction.remove_end_whatsit()
+      local h=tex.lists.page_head
+      if h and (not h.next) and
+        h.id==id_whatsit and h.subtype==sid_user and
+         h.user_id == DIR then
+           tex.lists.page_head = nil
+           node.free(h)
+      end
+   end
+end
+
+-- 
+do
+   local function dir_adjust_buildpage(info)
+      if info=='box' then
+        local head = to_direct(tex.lists.contrib_head)
+        local nb
+        if head then
+           head, _, nb
+              = make_dir_whatsit(head, 
+                                 node_tail(head),
+                                 get_dir_count(), 
+                                 'buildpage')
+           tex.lists.contrib_head = to_node(head)
+        end
+      end
+   end
+   luatexbase.add_to_callback('buildpage_filter',
+                             dir_adjust_buildpage,
+                             'ltj.direction', 10000)
+end