OSDN Git Service

small fix
[luatex-ja/luatexja.git] / src / ltj-direction.lua
index 040ce92..4c6c3b6 100644 (file)
@@ -2,63 +2,80 @@
 -- src/ltj-direction.lua
 --
 
-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.load_module 'base';      local ltjb = luatexja.base
+luatexja.load_module 'stack';     local ltjs = luatexja.stack
 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
-local to_direct = (Dnode ~= node) and Dnode.todirect or nullfunc
-local has_attr = Dnode.has_attribute
-local set_attr = Dnode.set_attribute
-local insert_before = Dnode.insert_before
-local insert_after = Dnode.insert_after
-local getid = (Dnode ~= node) and Dnode.getid or function(n) return n.id end
-local getsubtype = (Dnode ~= node) and Dnode.getsubtype or function(n) return n.subtype end
-local getlist = (Dnode ~= node) and Dnode.getlist or function(n) return n.head end
-local setfield = (Dnode ~= node) and Dnode.setfield or function(n, i, c) n[i] = c end
-local getfield = (Dnode ~= node) and Dnode.getfield or function(n, i) return n[i] end
-local node_new = Dnode.new
-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 id_kern = node.id('kern')
-local id_hlist = node.id('hlist')
-local id_vlist = node.id('vlist')
-local id_whatsit = node.id('whatsit')
-local sid_save = node.subtype('pdf_save')
-local sid_restore = node.subtype('pdf_restore')
-local sid_matrix = node.subtype('pdf_setmatrix')
-local sid_user = node.subtype('user_defined')
+local to_node = node.direct.tonode
+local to_direct = node.direct.todirect
+local has_attr = node.direct.has_attribute
+local set_attr = node.direct.set_attribute
+local insert_before = node.direct.insert_before
+local insert_after = node.direct.insert_after
+local getid = node.direct.getid
+local getsubtype = node.direct.getsubtype
+local getlist = node.direct.getlist
+local setfield = node.direct.setfield
+local getfield = node.direct.getfield
+local node_new = node.direct.new
+local node_tail = node.direct.tail
+local node_free = node.direct.free
+local node_remove = node.direct.remove
+local node_next = node.direct.getnext
+local traverse = node.direct.traverse
+local traverse_id = node.direct.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'
+local id_vlist   = node.id 'vlist'
+local id_whatsit = node.id 'whatsit'
+local sid_save   = node.subtype 'pdf_save'
+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 ensure_tex_attr = ltjb.ensure_tex_attr
 local PROCESSED    = luatexja.icflag_table.PROCESSED
 local PROCESSED_BEGIN_FLAG = luatexja.icflag_table.PROCESSED_BEGIN_FLAG
 local PACKED       = luatexja.icflag_table.PACKED
-local STCK = luatexja.userid_table.STCK
 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 dir_pool
+do
+   local node_copy = node.direct.copy
+   dir_pool = {}
+   for _,i in pairs({dir_tate, dir_yoko, dir_dtou, dir_utod}) do
+      local w = node_new(id_whatsit, sid_user)
+      set_attr(w, attr_dir, i)
+      setfield(w, 'user_id', DIR)
+      setfield(w, 'type', 110)
+      setfield(w, 'next', nil)
+      dir_pool[i] = function () return node_copy(w) end
+   end
+end
+
+--
 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
@@ -77,37 +94,34 @@ local get_dir_count, get_adjust_dir_count
 do
    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)
-              return (ic<PROCESSED_BEGIN_FLAG) 
-                 and (node.has_attribute(h,attr_dir)%dir_node_auto) or 0
-        else
-           return 0
-        end
+         if h.id==id_whatsit and h.subtype==sid_user and h.user_id==DIR then
+            return ((node.has_attribute(h, attr_icflag) or 0)<PROCESSED_BEGIN_FLAG)
+               and (node.has_attribute(h,attr_dir)%dir_node_auto) or 0
+         else
+            return 0
+         end
       else
-        return 0
+         return 0
       end
    end
    function get_dir_count()
-      for i=tex_nest.ptr, 1, -1 do
-        local h = tex_nest[i].head.next
-        --luatexja.ext_show_node_list(h, 'GDR'..  i .. '> ', print)
-        if h then
-           local t = get_dir_count_inner(h)
-           if t~=0 then return t end
-        end
-      end
-      return page_direction
+       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
-   local abs = math.abs
    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
+         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
@@ -116,157 +130,231 @@ do
 end
 
 
--- \tate, \yoko
+-- \tate, \yoko,\dtou, \utod
 do
    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 id_local = node.id 'local_par'
+   local id_dir   = node.id 'dir'
+
+   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
+                     return 0 -- error
+                  end
+               end
+            elseif p.id~=id_local and p.id~=id_dir then
+               return 0 -- error
+            end
+         end
+         if flag==1 then -- dir_whatsit already exists
+            return 1, w
+         else
+            return flag
+         end
+      end
+   end
+   local node_next_node, node_tail_node = node.next, node.tail
+   local insert_after_node = node.insert_after
+   function luatexja.direction.set_list_direction_hook(v)
+      local lv = tex_nest.ptr -- must be >= 1
+      if not v then
+         v = get_dir_count()
+         if abs(tex_nest[lv-1].mode) == ltjs.mmode and v == dir_tate then
+            v = dir_utod
+         end
+      elseif v=='adj' then
+         v = get_adjust_dir_count()
+      end
+      local h = tex_nest[lv].head
+      local hn = node.next(h)
+      hn = (hn and hn.id==id_local) and hn or h
+      local w = to_node(dir_pool[v]())
+      insert_after_node(h, hn, w)
+      tex_nest[lv].tail = node_tail_node(w)
+      ensure_tex_attr(attr_icflag, 0)
+      ensure_tex_attr(attr_dir, 0)
+   end
+
    local function set_list_direction(v, name)
-      local lv, w = tex_nest.ptr, tex.lists.page_head
-      if not v then 
-         v,name  = get_dir_count(), nil 
+      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
+      local current_nest = tex_nest[lv]
       if tex.currentgrouptype==6 then
-        ltjb.package_error(
+         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.")
+                 "To change the direction in an align, \n"
+                 .. "you shold use \\hbox or \\vbox.")
+      elseif current_nest.mode == ltjs.hmode or abs(current_nest.mode) == ltjs.mmode then
+         ltjb.package_error(
+                 'luatexja',
+                 "Improper `\\" .. name .. "'",
+                 'You cannot change the direction in unrestricted horizontal mode \n'
+                 .. 'nor math modes.')
       else
-        local w = (lv==0) and tex.lists.page_head or tex_nest[lv].head.next
-        if w then
-           if (not w.next) and 
-              w.id==id_whatsit and w.subtype==sid_user and w.user_id==DIR then
-              node_set_attr(w, attr_dir, v)
-               if lv==0 then page_direction = v end
-           elseif lv==0 and not page_direction then
-              page_direction = v -- for first call of \yoko (in luatexja-core.sty)
-           else
+         local h = (lv==0) and tex.lists.page_head or current_nest.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
+              if luatexja.debug then
+                luatexja.ext_show_node_list(node.direct.tonode(h),'>> ', texio.write_nl)
+              end
               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 when the current list is null.')
-           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)
+                    .. '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
+         elseif lv==0 then
+            page_direction = v
+         else -- flag == 2: need to create dir whatsit.
+            local h = current_nest.head
+            local hn = node.next(h)
+            hn = (hn and hn.id==id_local) and hn or h
+            local w = to_node(dir_pool[v]())
+            insert_after_node(h,hn,w)
+            current_nest.tail = node_tail_node(w)
+         end
+         ensure_tex_attr(attr_icflag, 0)
+      end
+      ensure_tex_attr(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, 
-              (has_attr(hd, attr_icflag) or 0)%PROCESSED_BEGIN_FLAG 
-                 + PROCESSED_BEGIN_FLAG)
-      tex_set_attr('global', attr_icflag, 0)
+   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)
+      local n =node_next(hd)
+      if n then
+         set_attr(n, attr_icflag,
+                  get_attr_icflag(n) + PROCESSED_BEGIN_FLAG)
+      end
+      ensure_tex_attr(attr_icflag, 0)
       return hd
    else
-      local w = node_new(id_whatsit, sid_user)
+      local w = dir_pool[new_dir]()
       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)
+      set_attr(hd, attr_icflag,
+               get_attr_icflag(hd) + PROCESSED_BEGIN_FLAG)
+      ensure_tex_attr(attr_icflag, 0)
+      ensure_tex_attr(attr_dir, 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
+local get_box_dir
 do
    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
+      if gc=='fin_row' then
+         if hd  then
+            for p in traverse_id(15, hd) do -- unset
+               if get_box_dir(p, 0)==0 then
+                  setfield(p, 'head', create_dir_whatsit(getlist(p), 'fin_row', ltjs.list_dir))
+               end
+            end
+            set_attr(hd, attr_icflag, PROCESSED_BEGIN_FLAG)
+            ensure_tex_attr(attr_icflag, 0)
+         end
+         return h
+      elseif gc == 'preamble'  then
       else
-        adjust_badness(hd)
-        return to_node(create_dir_whatsit(hd, gc, ltjs.list_dir))
+         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)
+   ltjb.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')
+      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)
+      local new_dir = ltjs.list_dir
+      for line in traverse_id(id_hlist, to_direct(h)) do
+         setfield(line, 'head', create_dir_whatsit(getlist(line), gc, new_dir) )
       end
-      tex_set_attr('global', attr_dir, 0)
-      return h 
+      ensure_tex_attr(attr_dir, 0)
+      return h
    end
-   luatexbase.add_to_callback('post_linebreak_filter', 
-                             create_dir_whatsit_parbox, 'ltj.create_dir_whatsit', 10000)
+   ltjb.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
+   local id_glue, sid_parskip = node.id 'glue', 3
    create_dir_whatsit_vbox = function (hd, gc)
       ltjs.list_dir = get_dir_count()
       -- 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
+         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' or gc == 'preamble'  then
-        if hd  then
-           set_attr(hd, attr_icflag, PROCESSED_BEGIN_FLAG)
-           tex_set_attr('global', attr_icflag, 0)
-        end
-        return hd
+         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)
+            ensure_tex_attr(attr_icflag, 0)
+         end
+         return hd
       else
-        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
+         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
 end
@@ -274,240 +362,256 @@ end
 -- 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_d_neg =function (w,h,d) return -h-d end
-   local get_h_neg =function (w,h,d) return -h 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 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,
-           [id_hlist] = {
-              { 'whatsit', sid_save },
-              { 'rotate', '0 1 -1 0' },
-              { 'kern', get_w_neg_half },
-              { 'box' , get_h },
-              { 'kern', get_w_neg_half },
-              { 'whatsit', sid_restore },
-           },
-           [id_vlist] = {
-              { 'whatsit', sid_save },
-              { 'rotate', '0 1 -1 0' },
-              { 'kern' , zero },
-              { 'box' , get_w_neg },
-              { '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', get_w_neg },
-              { 'box', get_d_neg },
-              { 'whatsit', sid_restore },
-           },
-           [id_vlist] = {
-              { 'whatsit', sid_save },
-              { 'rotate', '0 -1 1 0' },
-              { 'kern', get_h_d_neg },
-              { 'box', zero },
-              { 'whatsit', sid_restore },
-           },
-        },
+      [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 },
+            },
+         },
       },
       [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', get_w_neg },
-              { 'box' , get_d_neg },
-              { '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', zero },
-              { '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_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_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', zero },
-              { 'box', get_h },
-              { 'kern', get_w_neg },
-              { 'whatsit', sid_restore },
-           },
-           [id_vlist] = {
+         [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', get_w_neg },
-              { 'kern', get_h_d_neg },
-              { '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', zero },
-              { '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 },
-           },
-        },
+               { '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 },
+            },
+         },
+         [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
 
 -- 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')
+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') 
+   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
+   if bh~=0 then -- bh != nil
+      for bh in traverse_id(id_whatsit, bh) do
+         if 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
       end
-      bh = node_next(bh)
    end
-   stop_time_measure('get_box_dir')
+   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()
-      local b = tex.getbox(tex_getcount('ltj@tempcnta'))
+   local dir_backup
+   function luatexja.direction.unbox_check_dir(is_copy)
+      start_time_measure 'box_primitive_hook'
+      local list_dir = get_dir_count()%dir_math_mod
+      local b = getbox(tex_getcount 'ltj@tempcnta')
+      if b and getlist(to_direct(b)) then
+         local box_dir = get_box_dir(to_direct(b), dir_yoko)
+         if box_dir%dir_math_mod ~= list_dir then
+            ltjb.package_error(
+               'luatexja',
+               "Incompatible direction list can't be unboxed",
+               'I refuse to unbox a box in differrent direction.')
+            tex.sprint(cat_lp, '\\@gobbletwo')
+         else
+            dir_backup = nil
+            local bd = to_direct(b)
+            local hd = getlist(bd)
+            local nh = hd
+            while hd do
+               if getid(hd)==id_whatsit and getsubtype(hd)==sid_user
+                  and getfield(hd, 'user_id')==DIR then
+                     local d = hd
+                     nh, hd = node_remove(nh, hd)
+                     if is_copy and (not dir_backup) then
+                        dir_backup = d; setfield(dir_backup, 'next', nil)
+                     else
+                        node_free(d)
+                     end
+               else
+                  hd = node_next(hd)
+               end
+            end
+            setfield(bd, 'head', nh)
+         end
+      end
+      if luatexja.global_temp and tex.globaldefs~=luatexja.global_temp then
+         tex.globaldefs = luatexja.global_temp
+      end
+      stop_time_measure 'box_primitive_hook'
+   end
+   function luatexja.direction.uncopy_restore_whatsit()
+      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_node_auto ~= list_dir%dir_node_auto 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
-      tex.globaldefs = luatexja.global_temp
-      stop_time_measure('box_primitive_hook')
-   end
-   luatexja.direction.check_dir = check_dir
+         local bd = to_direct(b)
+         if dir_backup then
+            setfield(dir_backup, 'next', getlist(bd))
+            setfield(bd, 'head', dir_backup)
+            dir_backup = nil
+         end
+      end
+   end
 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: 
+   -- 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 = insert_before(head, b, bh)
       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)
+   local shift_old, b_dir, wh = nil, get_box_dir(bh, 0)
    if wh then
-      Dnode.flush_list(getfield(wh, 'value'))
+      node.direct.flush_list(getfield(wh, 'value'))
       setfield(wh, 'value', nil)
    end
-   -- recalc. info
-   local info = dir_node_aux[b_dir][box_dir%dir_node_auto][getid(bc)]
-   for _,v in ipairs(info) do 
-      if v[1]=='box' then
-        shift_old = v[2](
-           getfield(bc,'width'), getfield(bc, 'height'), getfield(bc, 'depth'))
-        break
-      end
-   end
-   setfield(bc, 'shift', getfield(bc, 'shift') - shift_old)
-   return nh, nb, bc, b_dir
+   return nh, nb, bh, 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)
-   --print('create new node', b_dir, new_dir)
-   local info = dir_node_aux[b_dir][new_dir]
+   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_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)
+   ensure_tex_attr(attr_dir, 0)
+   ensure_tex_attr(attr_icflag, 0)
    setfield(db, 'dir', getfield(b, 'dir'))
    setfield(db, 'shift', 0)
    setfield(db, 'width',  info.width(w,h,d))
@@ -520,6 +624,7 @@ end
 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)
@@ -527,114 +632,109 @@ do
       local bh = getlist(b)
       local box_dir, dn =  get_box_dir(b, ltjs.list_dir)
       -- 既に b の中身にあるwhatsit
-
-      if box_dir==new_dir then
-        -- 組方向が一緒のボックスなので,何もしなくて良い
-        return head, node_next(b), b, false
-      elseif  box_dir%dir_node_auto == new_dir  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_node_auto + dir_node_auto)
-        return head, node_next(b), b, true
+      if (box_dir<dir_node_auto) and (not dn) then
+        bh = create_dir_whatsit(bh, 'make_dir_whatsit', dir_yoko)
+        dn = bh; setfield(b, 'head', bh)
+      end
+      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 _, dnc = get_box_dir(b, 0)
+            if dnc then -- free all other dir_node
+               node.direct.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
       else
-        --luatexja.ext_show_node_list(to_node(b), 'mkd> ', print)
-        -- 組方向を合わせる必要あり
+         -- 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
+         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==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
-            local db
-            local dnh = getfield(dn, 'value')
-            for x in traverse(dnh) do
-               if has_attr(x, attr_dir)%dir_node_auto == new_dir then
-                  setfield(dn, 'value', to_node(node_remove(dnh, x)))
-                  db=x; break
-               end
+            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
-           Dnode.flush_list(dnh)
-            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')
-            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))
-               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', getfield(nn, 'shift') + arg(w,h,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
-        end
-        return nh, nb, ret, flag
+         end
+         node.direct.flush_list(getfield(dn, 'value'))
+         setfield(dn, 'value', nil)
+         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)
+         setfield(b, 'next', nil); setfield(db, 'head', b)
+         ret, flag = db, true
+         return nh, nb, ret, flag
       end
    end
    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)%PROCESSED_BEGIN_FLAG~=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
+         local xid = getid(x)
+         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
       return hd
    end
 
    -- lastbox
-   local node_prev = (Dnode~=node) and Dnode.getprev or node.prev
+   local node_prev = (node.direct~=node) and node.direct.getprev or node.prev
+   local id_glue = node.id 'glue'
    local function lastbox_hook()
-      start_time_measure('box_primitive_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')
+         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 p = getlist(b)
+            -- alignment の各行の中身が入ったボックス
+            if p and getid(p)==id_glue and getsubtype(p)==12 then -- tabskip
+               local np = node_next(p); local npid = getid(np)
+               if npid==id_hlist or npid==id_vlist then
+                  setfield(b, 'head', create_dir_whatsit(p, 'align', get_box_dir(np, 0)))
+               end
+            end
+            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
+               node.direct.flush_list(getfield('value', wh))
+               setfield(wh, 'value', nil)
+            end
+         end
+      end
+      stop_time_measure 'box_primitive_hook'
    end
 
    luatexja.direction.make_dir_whatsit = make_dir_whatsit
@@ -645,7 +745,9 @@ end
 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
@@ -658,7 +760,7 @@ do
             local w = getfield(s, 'width')
             local h = getfield(s, 'height')
             local d = getfield(s, 'depth')
-            setdimen('ltj@tempdima', 
+            setdimen('ltj@tempdima',
                          dir_node_aux[s_dir][l_dir][key](w,h,d))
          end
       else
@@ -669,27 +771,30 @@ do
       local gt = tex.globaldefs; tex.globaldefs = 0
       local s = getbox(n)
       if s then
-         local l_dir = get_dir_count()
+         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_node_auto==l_dir then
+         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)
+            get_box_dim_common(key, getlist(s), l_dir)
          end
       else
          setdimen('ltj@tempdima', 0)
       end
+      tex.sprint(cat_lp, '\\ltj@tempdima')
       tex.globaldefs = gt
    end
    luatexja.direction.get_box_dim = get_box_dim
 
    -- return value: (changed dimen of box itself?)
+   local scan_dimen, scan_int = token.scan_dimen, token.scan_int
+   local scan_keyword = token.scan_keyword
    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)
@@ -707,75 +812,56 @@ do
             setfield(db, 'next', dnh)
             setfield(wh, 'value',to_node(db))
          end
-         setfield(db, key, tex.getdimen('ltj@tempdima'))
-        return false
+         setfield(db, key, scan_dimen())
+         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
+         setfield(s, key, scan_dimen())
+         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
    end
    local function set_box_dim(key)
-      local n = tex_getcount('ltj@tempcnta')
-      local s = getbox(n)
+      local s = getbox(scan_int()); scan_keyword('=')
       if s then
-        local l_dir = get_dir_count()
-        s = to_direct(s)
+         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_node_auto == 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
+         elseif b_dir%dir_math_mod == l_dir then
+            -- s is dir_node
+            setfield(s, key, scan_dimen())
+            if b_dir<dir_node_manual then
+               set_attr(s, attr_dir, b_dir%dir_node_auto + dir_node_manual)
+            end
          else
-           local sid, sl = getid(s), getlist(s)
-           local b = node_next(node_next(node_next(sl)))
-           local info = dir_node_aux[get_box_dir(b,dir_yoko)][b_dir%dir_node_auto]
-           local shift_old
-           for _,v in ipairs(info[sid]) do 
-              if v[1]=='box' then
-                 shift_old = v[2](
-                    getfield(b,'width'), getfield(b, 'height'), getfield(b, 'depth'))
-                 break
-              end
-           end
-           if set_box_dim_common(key, b, l_dir) then
-              local bw, bh, bd 
-                 = getfield(b,'width'), getfield(b, 'height'), getfield(b, 'depth')
-              -- re-calculate shift
-              for i,v in ipairs(info[sid]) do 
-                 if getid(sl)==id_kern then
-                    setfield(sl, 'kern', v[2](bw,bh,bd) )
-                 elseif getid(sl)==sid then
-                    local d = getfield(sl, 'shift')
-                    setfield(sl, 'shift', 
-                             getfield(sl, 'shift') - shift_old + v[2](bw,bh,bd) )
-                 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
+            local sid, b = getid(s), getlist(s)
+            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) and b_dir<dir_node_manual then
+               -- 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
@@ -790,11 +876,11 @@ do
          s = to_direct(s)
          local b_dir = get_box_dir(s, dir_yoko)
          if b_dir<dir_node_auto then
-           return b_dir
+            return b_dir
          else
-           local b_dir = get_box_dir(
-              node_next(node_next(node_next(getlist(s)))), dir_yoko)
-           return b_dir
+            local b_dir = get_box_dir(
+               node_next(node_next(node_next(getlist(s)))), dir_yoko)
+            return b_dir
          end
       else
          return 0
@@ -803,61 +889,25 @@ do
    luatexja.direction.get_register_dir = get_register_dir
 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
-           end
-        end
-      end
-   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
-      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 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)
-           end
-        end
-      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
-   end
-   luatexbase.add_to_callback('luatexja.define_font',
-                             function (res, name, size, id)
-                                prepare_vert_data(id, res)
-                             end,
-                             'prepare_vert_data', 1)
-
-   local function a (n, dat) font_vert_table[n] = dat end
-   luatexja.rmlgbm.vert_addfunc = a
-
+   local getbox, setbox, copy_list = tex.getbox, tex.setbox, node.direct.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')))
+               -- copy_list しないとリストの整合性が崩れる……?
+            )
+         end
+      end
+      stop_time_measure 'box_primitive_hook'
+   end
 end
 
 -- PACKED の hbox から文字を取り出す
@@ -865,69 +915,119 @@ end
 do
    local function glyph_from_packed(h)
       local b = getlist(h)
-      return (getid(b)==id_kern
-        and node_next(node_next(node_next(node_next(b)))) or b
+      return (getid(b)==id_kern or (getid(b)==id_whatsit and getsubtype(b)==sid_save) )
+         and node_next(node_next(node_next(b))) or b
    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()
+-- adjust
+do
+   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.")
+            node.direct.last_node()
+         end
       end
+      stop_time_measure 'box_primitive_hook'
+   end
+end
+
+-- insert
+do
+   local id_ins  = node.id 'ins'
+   local id_rule = node.id 'rule'
+   function luatexja.direction.populate_insertion_dir_whatsit()
+      start_time_measure 'box_primitive_hook'
+      local list_dir = get_dir_count()
+      local a = tex_nest[tex_nest.ptr].tail
+      local ad = to_direct(a)
+      if (not a) or getid(ad)~=id_ins then
+          a = node.tail(tex.lists.page_head); ad = to_direct(a)
+      end
+      if a and getid(ad)==id_ins then
+         local h = getfield(ad, 'head')
+         if getid(h)==id_whatsit and
+            getsubtype(h)==sid_user and getfield(h, 'user_id')==DIR then
+               local n = h; h = node_remove(h,h)
+               node_free(n)
+         end
+         for box_rule in traverse(h) do
+            if getid(box_rule)<id_rule then
+               h = insert_before(h, box_rule, dir_pool[list_dir]())
+            end
+         end
+         ensure_tex_attr(attr_dir, 0)
+         setfield(ad, 'head', h)
+      end
+      stop_time_measure 'box_primitive_hook'
    end
-   stop_time_measure('box_primitive_hook')
 end
 
 -- vsplit
 do
-   local split_dir_whatsit
+   local split_dir_whatsit, split_dir_head
+   local cat_lp = luatexbase.catcodetables['latex-package']
+   local sprint, scan_int, tex_getbox = tex.sprint, token.scan_int, tex.getbox
+   function luatexja.direction.vsplit()
+      local n = scan_int();
+      local p = to_direct(tex_getbox(n))
+      split_dir_head = nil
+      if p then
+         local bh = getlist(p)
+         if getid(bh)==id_whatsit and getsubtype(bh)==sid_user and getfield(bh, 'user_id')==DIR 
+            and node_next(bh) then
+            ltjs.list_dir = has_attr(bh, attr_dir)
+            local q = node_next(p)
+            setfield(p, 'head', node_remove(bh,bh,bh))
+            split_dir_head = bh
+         end
+      end
+      sprint(cat_lp, '\\ltj@@orig@vsplit' .. tostring(n))
+   end        
    local function dir_adjust_vpack(h, gc)
-      start_time_measure('direction_vpack')
+      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
+         -- 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
+         if split_dir_head then
+            ltjs.list_dir = has_attr(split_dir_head, attr_dir)
+            hd = insert_before(hd, hd, split_dir_head)
+            split_dir_head=nil
+         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
+         split_dir_whatsit=nil
       else
-        adjust_badness(hd)
-        hd = process_dir_node(create_dir_whatsit_vbox(hd, gc), gc)
-        split_dir_whatsit=nil
+         adjust_badness(hd)
+         -- hd = process_dir_node(create_dir_whatsit_vbox(hd, gc), gc)
+         -- done in append_to_vpack callback
+         hd = create_dir_whatsit_vbox(hd, gc)
+         split_dir_whatsit=nil
       end
-      stop_time_measure('direction_vpack')
+      stop_time_measure 'direction_vpack'
       return to_node(hd)
    end
-   luatexbase.add_to_callback('vpack_filter',
-                             dir_adjust_vpack,
-                             'ltj.direction', 10000)
+   ltjb.add_to_callback('vpack_filter',
+                        dir_adjust_vpack,
+                        'ltj.direction', 10000)
 end
 
 do
@@ -935,38 +1035,99 @@ do
    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)
+   ltjb.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 (not h.next) and
-        h.id==id_whatsit and h.subtype==sid_user and
+      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)
+            tex.lists.page_head = nil
+            node.free(h)
       end
    end
 end
 
--- 
+-- append_to_vlist filter: done in ltj-lineskip.lua
+
+-- finalize (executed just before \shipout)
+-- we supply correct pdfsavematrix nodes etc. inside dir_node
 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)
+   local finalize_inner
+   local function finalize_dir_node(db,new_dir)
+      local b = getlist(db)
+      while b and ((getid(b)~=id_hlist) and (getid(b)~=id_vlist)) do
+         local ob = b; b = node_remove(b,b); setfield(db, 'head', b);
+         node_free(ob)
+      end
+      finalize_inner(b)
+      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')
+      local db_head, db_tail
+      local t = dir_node_aux[get_box_dir(b, dir_yoko)%dir_math_mod][new_dir]
+      t = t and t[getid(b)]; if not t then return end
+      for _,v in ipairs(t) do
+         local cmd, arg, nn = v[1], v[2]
+         if cmd=='kern' then
+            nn = node_new(id_kern, 1)
+            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
+            setfield(db, 'head', nn)
+            db_head, db_tail = nn, nn
+         end
+      end
+   end
+
+   tex.setattribute(attr_dir, dir_yoko)
+   local shipout_temp =  node_new(id_hlist)
+   tex.setattribute(attr_dir, 0)
+
+   finalize_inner = function (box)
+      for n in traverse(getlist(box)) do
+         local nid = getid(n)
+         if (nid==id_hlist or nid==id_vlist) then
+            local ndir = get_box_dir(n, dir_yoko)
+            if ndir>=dir_node_auto then -- n is dir_node
+               finalize_dir_node(n, ndir%dir_math_mod)
+            else
+               finalize_inner(n)
+            end
+         end
+      end
+   end
+   local getbox, shipout = tex.getbox, tex.shipout
+   local setbox, copy = node.direct.setbox, node.direct.copy
+   local afbox
+   function luatexja.direction.shipout()
+      start_time_measure 'box_primitive_hook'
+      if (not afbox) and luatexja.afbox_number  then afbox = luatexja.afbox_number end
+      local a = to_direct(getbox 'ltj@afbox')
+      local a_dir = get_box_dir(a, dir_yoko)
+      if a_dir~=dir_yoko then
+         local b = create_dir_node(a, a_dir, dir_yoko, false)
+         setfield(b, 'head', a); a = b
+      end
+      setfield(shipout_temp, 'head', a); finalize_inner(shipout_temp)
+      setbox(afbox, copy(getlist(shipout_temp))); setfield(shipout_temp, 'head',nil)
+      shipout(afbox)
+      stop_time_measure 'box_primitive_hook'
+   end
 end