Но я хотел бы все же разобраться, как работают эти вещи на голом TeX-е.
Тогда немного оффтопичный ответ, но...
Это может быть интересно как развлечение, вроде разгадывания кроссвордов. Но шансы на то, что кто-то что-то по этому поводу подскажет, примерно нулевые - Plain
уже давно практически никто непосредственно не использует. Так что если вам просто интересно, то разбирайтесь, но если вы думаете, что таким способом лучше поймете работу чего-то более высокоуровневого, то, скорее всего, вы ошибаетесь, и на это не стоит тратить время.