LaTeX でのレジスタ割当の話(2) - マクロツイーター

（前回の続き）

TeX エンジンが有するレジスタ（count、dimen、skip、box、muskip、toks）が LaTeX においてどういう用途で用いられているかを表にまとめてみた。

“基本領域（番号 0〜255）”については、plain TeX と LaTeX で共通になっていて、また新カーネルでも全く変更されていない。

※ I は \count20（= \ins@count）の値。

「スクラッチ」は \count255(= \count@)、\dimen2(= \dimen@ii) のように割当なしで（“非ユニーク変数”として）使えるレジスタを表す。
count の 10〜19 は各種レジスタにおいて「既に割当済のものの最大番号」を保持する。例えば、dimen（\count11）の場合、初期値は 9*1で上限 I−1 まで増加でき、この上限を超えると「レジスタ不足エラー」になる。ただし、新カーネル（かつ e-TeX 拡張あり）の場合は、上限を超えると自動的に 256（拡張領域先頭）に移行する。
先述の通り、単一の insert は「番号が同じ count、dimen、skip、box の 4 種のレジスタのセット」で構成される必要がある。普通に別種のレジスタを割り当てても番号は一致しないため、割当ルーチンでは insert に使うレジスタを特別に「番号の大きいもの」を当てるようにしている。つまり、254 から始めて、253、252、…… を順に使う。\count20（= \ins@count）が割当済の“最小”の番号である。

次に、新カーネルにおける、“拡張領域（256 番以降）”の使用は以下のようになっている。

※ F は \float@count の値。

※ M はエンジンで利用可能なレジスタの最大の番号。

e-TeX 拡張エンジンの場合、割当ルーチンの管理対象に mark が加わる（\newmark 命令で割当）。さらに XeTeX エンジンでは管理対象に charclass が加わる（\newXeTeXcharclass 命令で割当）。count の 256〜257 は 10〜19 と同様に「割当済の最大の番号」を保持する。258〜265 は将来に管理対象の資源が増えた場合に備えて予約されている。
\extrafloats 命令が使用された場合、新たに浮動体用の insert を確保する必要があるが、その際に普通に \newinsert で確保する（この場合 254 以下の番号が返る）のでなく特別に最大番号（M）から降順に確保する処理を行っている。この領域の割当済の最小の番号が \float@count である。

参考として、他の資源については以下のようになっている。

※1： Omega 拡張、XeTeX、LuaTeX、FAM256 適用の e-(u)pTeX では 255、それ以外では 15。

fam（数式ファミリ）について： 0 は本文（非数式）の最も標準的なフォント((句読点に類する記号や英字の演算子（\cos 等）は非数式のフォントと合わせるのが通例で、それをファミリ 0 に指定する。))、1 は数式用イタリックのフォント、2 は基本の数式用記号のフォント、3 は基本の大型演算子記号のフォント、のように役割が決まっている。*2
language（言語）について：言語コード 0 は必ず Knuth が定める分綴パターン（hyphen.tex）と分綴例外を用いる、と決まっている。
charclass（XeTeX の文字クラス）について： 2 は CJK の開き括弧類、3 は CJK の閉じ括弧類、1 はその他の CJK 文字、0 はその他（非 CJK）の文字。

*1:“割当用”領域先頭の番号（10）から 1 を減じた値。

*2:特に数式ファミリ 2 と 3 は TeX 言語のレベルで特別な役割をもつ。