src/expressions/parse.c

   1 /* PSPP - computes sample statistics.
   2    Copyright (C) 1997-9, 2000 Free Software Foundation, Inc.
   3    Written by Ben Pfaff <blp@gnu.org>.
   4
   5    This program is free software; you can redistribute it and/or
   6    modify it under the terms of the GNU General Public License as
   7    published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
   8    License, or (at your option) any later version.
   9
  10    This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  11    WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13    General Public License for more details.
  14
  15    You should have received a copy of the GNU General Public License
  16    along with this program; if not, write to the Free Software
  17    Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
  18    02110-1301, USA. */
  19
  20 #include <config.h>
  21 #include "private.h"
  22 #include <ctype.h>
  23 #include <float.h>
  24 #include <limits.h>
  25 #include <stdlib.h>
  26 #include "algorithm.h"
  27 #include "alloc.h"
  28 #include "case.h"
  29 #include "dictionary.h"
  30 #include "error.h"
  31 #include "helpers.h"
  32 #include "lexer.h"
  33 #include "misc.h"
  34 #include "pool.h"
  35 #include "settings.h"
  36 #include "str.h"
  37 #include "var.h"
  38 #include "vfm.h"
  39 \f
  40 /* Declarations. */
  41
  42 /* Recursive descent parser in order of increasing precedence. */
  43 typedef union any_node *parse_recursively_func (struct expression *);
  44 static parse_recursively_func parse_or, parse_and, parse_not;
  45 static parse_recursively_func parse_rel, parse_add, parse_mul;
  46 static parse_recursively_func parse_neg, parse_exp;
  47 static parse_recursively_func parse_primary;
  48 static parse_recursively_func parse_vector_element, parse_function;
  49
  50 /* Utility functions. */
  51 static struct expression *expr_create (struct dictionary *);
  52 atom_type expr_node_returns (const union any_node *);
  53
  54 static const char *atom_type_name (atom_type);
  55 static struct expression *finish_expression (union any_node *,
  56                                              struct expression *);
  57 static bool type_check (struct expression *, union any_node **,
  58                         enum expr_type expected_type);
  59 static union any_node *allocate_unary_variable (struct expression *,
  60                                                 struct variable *);
  61 \f
  62 /* Public functions. */
  63
  64 /* Parses an expression of the given TYPE.
  65    If DICT is nonnull then variables and vectors within it may be
  66    referenced within the expression; otherwise, the expression
  67    must not reference any variables or vectors.
  68    Returns the new expression if successful or a null pointer
  69    otherwise. */
  70 struct expression *
  71 expr_parse (struct dictionary *dict, enum expr_type type)
  72 {
  73   union any_node *n;
  74   struct expression *e;
  75
  76   assert (type == EXPR_NUMBER || type == EXPR_STRING || type == EXPR_BOOLEAN);
  77
  78   e = expr_create (dict);
  79   n = parse_or (e);
  80   if (n != NULL && type_check (e, &n, type))
  81     return finish_expression (expr_optimize (n, e), e);
  82   else
  83     {
  84       expr_free (e);
  85       return NULL;
  86     }
  87 }
  88
  89 /* Free expression E. */
  90 void
  91 expr_free (struct expression *e)
  92 {
  93   if (e != NULL)
  94     pool_destroy (e->expr_pool);
  95 }
  96
  97 struct expression *
  98 expr_parse_any (struct dictionary *dict, bool optimize)
  99 {
 100   union any_node *n;
 101   struct expression *e;
 102
 103   e = expr_create (dict);
 104   n = parse_or (e);
 105   if (n == NULL)
 106     {
 107       expr_free (e);
 108       return NULL;
 109     }
 110
 111   if (optimize)
 112     n = expr_optimize (n, e);
 113   return finish_expression (n, e);
 114 }
 115 \f
 116 /* Finishing up expression building. */
 117
 118 /* Height of an expression's stacks. */
 119 struct stack_heights
 120   {
 121     int number_height;  /* Height of number stack. */
 122     int string_height;  /* Height of string stack. */
 123   };
 124
 125 /* Stack heights used by different kinds of arguments. */
 126 static const struct stack_heights on_number_stack = {1, 0};
 127 static const struct stack_heights on_string_stack = {0, 1};
 128 static const struct stack_heights not_on_stack = {0, 0};
 129
 130 /* Returns the stack heights used by an atom of the given
 131    TYPE. */
 132 static const struct stack_heights *
 133 atom_type_stack (atom_type type)
 134 {
 135   assert (is_atom (type));
 136
 137   switch (type)
 138     {
 139     case OP_number:
 140     case OP_boolean:
 141       return &on_number_stack;
 142
 143     case OP_string:
 144       return &on_string_stack;
 145
 146     case OP_format:
 147     case OP_ni_format:
 148     case OP_no_format:
 149     case OP_num_var:
 150     case OP_str_var:
 151     case OP_integer:
 152     case OP_pos_int:
 153     case OP_vector:
 154       return &not_on_stack;
 155
 156     default:
 157       abort ();
 158     }
 159 }
 160
 161 /* Measures the stack height needed for node N, supposing that
 162    the stack height is initially *HEIGHT and updating *HEIGHT to
 163    the final stack height.  Updates *MAX, if necessary, to
 164    reflect the maximum intermediate or final height. */
 165 static void
 166 measure_stack (const union any_node *n,
 167                struct stack_heights *height, struct stack_heights *max)
 168 {
 169   const struct stack_heights *return_height;
 170
 171   if (is_composite (n->type))
 172     {
 173       struct stack_heights args;
 174       int i;
 175
 176       args = *height;
 177       for (i = 0; i < n->composite.arg_cnt; i++)
 178         measure_stack (n->composite.args[i], &args, max);
 179
 180       return_height = atom_type_stack (operations[n->type].returns);
 181     }
 182   else
 183     return_height = atom_type_stack (n->type);
 184
 185   height->number_height += return_height->number_height;
 186   height->string_height += return_height->string_height;
 187
 188   if (height->number_height > max->number_height)
 189     max->number_height = height->number_height;
 190   if (height->string_height > max->string_height)
 191     max->string_height = height->string_height;
 192 }
 193
 194 /* Allocates stacks within E sufficient for evaluating node N. */
 195 static void
 196 allocate_stacks (union any_node *n, struct expression *e)
 197 {
 198   struct stack_heights initial = {0, 0};
 199   struct stack_heights max = {0, 0};
 200
 201   measure_stack (n, &initial, &max);
 202   e->number_stack = pool_alloc (e->expr_pool,
 203                                 sizeof *e->number_stack * max.number_height);
 204   e->string_stack = pool_alloc (e->expr_pool,
 205                                 sizeof *e->string_stack * max.string_height);
 206 }
 207
 208 /* Finalizes expression E for evaluating node N. */
 209 static struct expression *
 210 finish_expression (union any_node *n, struct expression *e)
 211 {
 212   /* Allocate stacks. */
 213   allocate_stacks (n, e);
 214
 215   /* Output postfix representation. */
 216   expr_flatten (n, e);
 217
 218   /* The eval_pool might have been used for allocating strings
 219      during optimization.  We need to keep those strings around
 220      for all subsequent evaluations, so start a new eval_pool. */
 221   e->eval_pool = pool_create_subpool (e->expr_pool);
 222
 223   return e;
 224 }
 225
 226 /* Verifies that expression E, whose root node is *N, can be
 227    converted to type EXPECTED_TYPE, inserting a conversion at *N
 228    if necessary.  Returns true if successful, false on failure. */
 229 static bool
 230 type_check (struct expression *e,
 231             union any_node **n, enum expr_type expected_type)
 232 {
 233   atom_type actual_type = expr_node_returns (*n);
 234
 235   switch (expected_type)
 236     {
 237     case EXPR_BOOLEAN:
 238     case EXPR_NUMBER:
 239       if (actual_type != OP_number && actual_type != OP_boolean)
 240         {
 241           msg (SE, _("Type mismatch: expression has %s type, "
 242                      "but a numeric value is required here."),
 243                atom_type_name (actual_type));
 244           return false;
 245         }
 246       if (actual_type == OP_number && expected_type == OP_boolean)
 247         *n = expr_allocate_unary (e, OP_NUM_TO_BOOLEAN, *n);
 248       break;
 249
 250     case EXPR_STRING:
 251       if (actual_type != OP_string)
 252         {
 253           msg (SE, _("Type mismatch: expression has %s type, "
 254                      "but a string value is required here."),
 255                atom_type_name (actual_type));
 256           return false;
 257         }
 258       break;
 259
 260     default:
 261       abort ();
 262     }
 263
 264   return true;
 265 }
 266 \f
 267 /* Recursive-descent expression parser. */
 268
 269 /* Considers whether *NODE may be coerced to type REQUIRED_TYPE.
 270    Returns true if possible, false if disallowed.
 271
 272    If DO_COERCION is false, then *NODE is not modified and there
 273    are no side effects.
 274
 275    If DO_COERCION is true, we perform the coercion if possible,
 276    modifying *NODE if necessary.  If the coercion is not possible
 277    then we free *NODE and set *NODE to a null pointer.
 278
 279    This function's interface is somewhat awkward.  Use one of the
 280    wrapper functions type_coercion(), type_coercion_assert(), or
 281    is_coercible() instead. */
 282 static bool
 283 type_coercion_core (struct expression *e,
 284                     atom_type required_type,
 285                     union any_node **node,
 286                     const char *operator_name,
 287                     bool do_coercion)
 288 {
 289   atom_type actual_type;
 290
 291   assert (!!do_coercion == (e != NULL));
 292   if (*node == NULL)
 293     {
 294       /* Propagate error.  Whatever caused the original error
 295          already emitted an error message. */
 296       return false;
 297     }
 298
 299   actual_type = expr_node_returns (*node);
 300   if (actual_type == required_type)
 301     {
 302       /* Type match. */
 303       return true;
 304     }
 305
 306   switch (required_type)
 307     {
 308     case OP_number:
 309       if (actual_type == OP_boolean)
 310         {
 311           /* To enforce strict typing rules, insert Boolean to
 312              numeric "conversion".  This conversion is a no-op,
 313              so it will be removed later. */
 314           if (do_coercion)
 315             *node = expr_allocate_unary (e, OP_BOOLEAN_TO_NUM, *node);
 316           return true;
 317         }
 318       break;
 319
 320     case OP_string:
 321       /* No coercion to string. */
 322       break;
 323
 324     case OP_boolean:
 325       if (actual_type == OP_number)
 326         {
 327           /* Convert numeric to boolean. */
 328           if (do_coercion)
 329             *node = expr_allocate_unary (e, OP_NUM_TO_BOOLEAN, *node);
 330           return true;
 331         }
 332       break;
 333
 334     case OP_format:
 335       abort ();
 336
 337     case OP_ni_format:
 338       if ((*node)->type == OP_format
 339           && check_input_specifier (&(*node)->format.f, false)
 340           && check_specifier_type (&(*node)->format.f, NUMERIC, false))
 341         {
 342           if (do_coercion)
 343             (*node)->type = OP_ni_format;
 344           return true;
 345         }
 346       break;
 347
 348     case OP_no_format:
 349       if ((*node)->type == OP_format
 350           && check_output_specifier (&(*node)->format.f, false)
 351           && check_specifier_type (&(*node)->format.f, NUMERIC, false))
 352         {
 353           if (do_coercion)
 354             (*node)->type = OP_no_format;
 355           return true;
 356         }
 357       break;
 358
 359     case OP_num_var:
 360       if ((*node)->type == OP_NUM_VAR)
 361         {
 362           if (do_coercion)
 363             *node = (*node)->composite.args[0];
 364           return true;
 365         }
 366       break;
 367
 368     case OP_str_var:
 369       if ((*node)->type == OP_STR_VAR)
 370         {
 371           if (do_coercion)
 372             *node = (*node)->composite.args[0];
 373           return true;
 374         }
 375       break;
 376
 377     case OP_pos_int:
 378       if ((*node)->type == OP_number
 379           && floor ((*node)->number.n) == (*node)->number.n
 380           && (*node)->number.n > 0 && (*node)->number.n < INT_MAX)
 381         {
 382           if (do_coercion)
 383             *node = expr_allocate_pos_int (e, (*node)->number.n);
 384           return true;
 385         }
 386       break;
 387
 388     default:
 389       abort ();
 390     }
 391
 392   if (do_coercion)
 393     {
 394       msg (SE, _("Type mismatch while applying %s operator: "
 395                  "cannot convert %s to %s."),
 396            operator_name,
 397            atom_type_name (actual_type), atom_type_name (required_type));
 398       *node = NULL;
 399     }
 400   return false;
 401 }
 402
 403 /* Coerces *NODE to type REQUIRED_TYPE, and returns success.  If
 404    *NODE cannot be coerced to the desired type then we issue an
 405    error message about operator OPERATOR_NAME and free *NODE. */
 406 static bool
 407 type_coercion (struct expression *e,
 408                atom_type required_type, union any_node **node,
 409                const char *operator_name)
 410 {
 411   return type_coercion_core (e, required_type, node, operator_name, true);
 412 }
 413
 414 /* Coerces *NODE to type REQUIRED_TYPE.
 415    Assert-fails if the coercion is disallowed. */
 416 static void
 417 type_coercion_assert (struct expression *e,
 418                       atom_type required_type, union any_node **node)
 419 {
 420   int success = type_coercion_core (e, required_type, node, NULL, true);
 421   assert (success);
 422 }
 423
 424 /* Returns true if *NODE may be coerced to type REQUIRED_TYPE,
 425    false otherwise. */
 426 static bool
 427 is_coercible (atom_type required_type, union any_node *const *node)
 428 {
 429   return type_coercion_core (NULL, required_type,
 430                              (union any_node **) node, NULL, false);
 431 }
 432
 433 /* How to parse an operator. */
 434 struct operator
 435   {
 436     int token;                  /* Token representing operator. */
 437     operation_type type;        /* Operation type representing operation. */
 438     const char *name;           /* Name of operator. */
 439   };
 440
 441 /* Attempts to match the current token against the tokens for the
 442    OP_CNT operators in OPS[].  If successful, returns true
 443    and, if OPERATOR is non-null, sets *OPERATOR to the operator.
 444    On failure, returns false and, if OPERATOR is non-null, sets
 445    *OPERATOR to a null pointer. */
 446 static bool
 447 match_operator (const struct operator ops[], size_t op_cnt,
 448                 const struct operator **operator)
 449 {
 450   const struct operator *op;
 451
 452   for (op = ops; op < ops + op_cnt; op++)
 453     {
 454       if (op->token == '-')
 455         lex_negative_to_dash ();
 456       if (lex_match (op->token))
 457         {
 458           if (operator != NULL)
 459             *operator = op;
 460           return true;
 461         }
 462     }
 463   if (operator != NULL)
 464     *operator = NULL;
 465   return false;
 466 }
 467
 468 static bool
 469 check_operator (const struct operator *op, int arg_cnt, atom_type arg_type)
 470 {
 471   const struct operation *o;
 472   size_t i;
 473
 474   assert (op != NULL);
 475   o = &operations[op->type];
 476   assert (o->arg_cnt == arg_cnt);
 477   assert ((o->flags & OPF_ARRAY_OPERAND) == 0);
 478   for (i = 0; i < arg_cnt; i++)
 479     assert (o->args[i] == arg_type);
 480   return true;
 481 }
 482
 483 static bool
 484 check_binary_operators (const struct operator ops[], size_t op_cnt,
 485                         atom_type arg_type)
 486 {
 487   size_t i;
 488
 489   for (i = 0; i < op_cnt; i++)
 490     check_operator (&ops[i], 2, arg_type);
 491   return true;
 492 }
 493
 494 static atom_type
 495 get_operand_type (const struct operator *op)
 496 {
 497   return operations[op->type].args[0];
 498 }
 499
 500 /* Parses a chain of left-associative operator/operand pairs.
 501    There are OP_CNT operators, specified in OPS[].  The
 502    operators' operands must all be the same type.  The next
 503    higher level is parsed by PARSE_NEXT_LEVEL.  If CHAIN_WARNING
 504    is non-null, then it will be issued as a warning if more than
 505    one operator/operand pair is parsed. */
 506 static union any_node *
 507 parse_binary_operators (struct expression *e, union any_node *node,
 508                         const struct operator ops[], size_t op_cnt,
 509                         parse_recursively_func *parse_next_level,
 510                         const char *chain_warning)
 511 {
 512   atom_type operand_type = get_operand_type (&ops[0]);
 513   int op_count;
 514   const struct operator *operator;
 515
 516   assert (check_binary_operators (ops, op_cnt, operand_type));
 517   if (node == NULL)
 518     return node;
 519
 520   for (op_count = 0; match_operator (ops, op_cnt, &operator); op_count++)
 521     {
 522       union any_node *rhs;
 523
 524       /* Convert the left-hand side to type OPERAND_TYPE. */
 525       if (!type_coercion (e, operand_type, &node, operator->name))
 526         return NULL;
 527
 528       /* Parse the right-hand side and coerce to type
 529          OPERAND_TYPE. */
 530       rhs = parse_next_level (e);
 531       if (!type_coercion (e, operand_type, &rhs, operator->name))
 532         return NULL;
 533       node = expr_allocate_binary (e, operator->type, node, rhs);
 534     }
 535
 536   if (op_count > 1 && chain_warning != NULL)
 537     msg (SW, chain_warning);
 538
 539   return node;
 540 }
 541
 542 static union any_node *
 543 parse_inverting_unary_operator (struct expression *e,
 544                                 const struct operator *op,
 545                                 parse_recursively_func *parse_next_level)
 546 {
 547   union any_node *node;
 548   unsigned op_count;
 549
 550   check_operator (op, 1, get_operand_type (op));
 551
 552   op_count = 0;
 553   while (match_operator (op, 1, NULL))
 554     op_count++;
 555
 556   node = parse_next_level (e);
 557   if (op_count > 0
 558       && type_coercion (e, get_operand_type (op), &node, op->name)
 559       && op_count % 2 != 0)
 560     return expr_allocate_unary (e, op->type, node);
 561   else
 562     return node;
 563 }
 564
 565 /* Parses the OR level. */
 566 static union any_node *
 567 parse_or (struct expression *e)
 568 {
 569   static const struct operator op =
 570     { T_OR, OP_OR, "logical disjunction (\"OR\")" };
 571
 572   return parse_binary_operators (e, parse_and (e), &op, 1, parse_and, NULL);
 573 }
 574
 575 /* Parses the AND level. */
 576 static union any_node *
 577 parse_and (struct expression *e)
 578 {
 579   static const struct operator op =
 580     { T_AND, OP_AND, "logical conjunction (\"AND\")" };
 581
 582   return parse_binary_operators (e, parse_not (e), &op, 1, parse_not, NULL);
 583 }
 584
 585 /* Parses the NOT level. */
 586 static union any_node *
 587 parse_not (struct expression *e)
 588 {
 589   static const struct operator op
 590     = { T_NOT, OP_NOT, "logical negation (\"NOT\")" };
 591   return parse_inverting_unary_operator (e, &op, parse_rel);
 592 }
 593
 594 /* Parse relational operators. */
 595 static union any_node *
 596 parse_rel (struct expression *e)
 597 {
 598   const char *chain_warning =
 599     _("Chaining relational operators (e.g. \"a < b < c\") will "
 600       "not produce the mathematically expected result.  "
 601       "Use the AND logical operator to fix the problem "
 602       "(e.g. \"a < b AND b < c\").  "
 603       "If chaining is really intended, parentheses will disable "
 604       "this warning (e.g. \"(a < b) < c\".)");
 605
 606   union any_node *node = parse_add (e);
 607
 608   if (node == NULL)
 609     return NULL;
 610
 611   switch (expr_node_returns (node))
 612     {
 613     case OP_number:
 614     case OP_boolean:
 615       {
 616         static const struct operator ops[] =
 617           {
 618             { '=', OP_EQ, "numeric equality (\"=\")" },
 619             { T_EQ, OP_EQ, "numeric equality (\"EQ\")" },
 620             { T_GE, OP_GE, "numeric greater-than-or-equal-to (\">=\")" },
 621             { T_GT, OP_GT, "numeric greater than (\">\")" },
 622             { T_LE, OP_LE, "numeric less-than-or-equal-to (\"<=\")" },
 623             { T_LT, OP_LT, "numeric less than (\"<\")" },
 624             { T_NE, OP_NE, "numeric inequality (\"<>\")" },
 625           };
 626
 627         return parse_binary_operators (e, node, ops, sizeof ops / sizeof *ops,
 628                                        parse_add, chain_warning);
 629       }
 630
 631     case OP_string:
 632       {
 633         static const struct operator ops[] =
 634           {
 635             { '=', OP_EQ_STRING, "string equality (\"=\")" },
 636             { T_EQ, OP_EQ_STRING, "string equality (\"EQ\")" },
 637             { T_GE, OP_GE_STRING, "string greater-than-or-equal-to (\">=\")" },
 638             { T_GT, OP_GT_STRING, "string greater than (\">\")" },
 639             { T_LE, OP_LE_STRING, "string less-than-or-equal-to (\"<=\")" },
 640             { T_LT, OP_LT_STRING, "string less than (\"<\")" },
 641             { T_NE, OP_NE_STRING, "string inequality (\"<>\")" },
 642           };
 643
 644         return parse_binary_operators (e, node, ops, sizeof ops / sizeof *ops,
 645                                        parse_add, chain_warning);
 646       }
 647
 648     default:
 649       return node;
 650     }
 651 }
 652
 653 /* Parses the addition and subtraction level. */
 654 static union any_node *
 655 parse_add (struct expression *e)
 656 {
 657   static const struct operator ops[] =
 658     {
 659       { '+', OP_ADD, "addition (\"+\")" },
 660       { '-', OP_SUB, "subtraction (\"-\")" },
 661     };
 662
 663   return parse_binary_operators (e, parse_mul (e),
 664                                  ops, sizeof ops / sizeof *ops,
 665                                  parse_mul, NULL);
 666 }
 667
 668 /* Parses the multiplication and division level. */
 669 static union any_node *
 670 parse_mul (struct expression *e)
 671 {
 672   static const struct operator ops[] =
 673     {
 674       { '*', OP_MUL, "multiplication (\"*\")" },
 675       { '/', OP_DIV, "division (\"/\")" },
 676     };
 677
 678   return parse_binary_operators (e, parse_neg (e),
 679                                  ops, sizeof ops / sizeof *ops,
 680                                  parse_neg, NULL);
 681 }
 682
 683 /* Parses the unary minus level. */
 684 static union any_node *
 685 parse_neg (struct expression *e)
 686 {
 687   static const struct operator op = { '-', OP_NEG, "negation (\"-\")" };
 688   return parse_inverting_unary_operator (e, &op, parse_exp);
 689 }
 690
 691 static union any_node *
 692 parse_exp (struct expression *e)
 693 {
 694   static const struct operator op =
 695     { T_EXP, OP_POW, "exponentiation (\"**\")" };
 696
 697   const char *chain_warning =
 698     _("The exponentiation operator (\"**\") is left-associative, "
 699       "even though right-associative semantics are more useful.  "
 700       "That is, \"a**b**c\" equals \"(a**b)**c\", not as \"a**(b**c)\".  "
 701       "To disable this warning, insert parentheses.");
 702
 703   return parse_binary_operators (e, parse_primary (e), &op, 1,
 704                                  parse_primary, chain_warning);
 705 }
 706
 707 /* Parses system variables. */
 708 static union any_node *
 709 parse_sysvar (struct expression *e)
 710 {
 711   if (lex_match_id ("$CASENUM"))
 712     return expr_allocate_nullary (e, OP_CASENUM);
 713   else if (lex_match_id ("$DATE"))
 714     {
 715       static const char *months[12] =
 716         {
 717           "JAN", "FEB", "MAR", "APR", "MAY", "JUN",
 718           "JUL", "AUG", "SEP", "OCT", "NOV", "DEC",
 719         };
 720
 721       struct tm *time;
 722       char temp_buf[10];
 723
 724       time = localtime (&last_vfm_invocation);
 725       sprintf (temp_buf, "%02d %s %02d", abs (time->tm_mday) % 100,
 726                months[abs (time->tm_mon) % 12], abs (time->tm_year) % 100);
 727
 728       return expr_allocate_string_buffer (e, temp_buf, strlen (temp_buf));
 729     }
 730   else if (lex_match_id ("$TRUE"))
 731     return expr_allocate_boolean (e, 1.0);
 732   else if (lex_match_id ("$FALSE"))
 733     return expr_allocate_boolean (e, 0.0);
 734   else if (lex_match_id ("$SYSMIS"))
 735     return expr_allocate_number (e, SYSMIS);
 736   else if (lex_match_id ("$JDATE"))
 737     {
 738       struct tm *time = localtime (&last_vfm_invocation);
 739       return expr_allocate_number (e, expr_ymd_to_ofs (time->tm_year + 1900,
 740                                                        time->tm_mon + 1,
 741                                                        time->tm_mday));
 742     }
 743   else if (lex_match_id ("$TIME"))
 744     {
 745       struct tm *time = localtime (&last_vfm_invocation);
 746       return expr_allocate_number (e,
 747                                    expr_ymd_to_date (time->tm_year + 1900,
 748                                                      time->tm_mon + 1,
 749                                                      time->tm_mday)
 750                                    + time->tm_hour * 60 * 60.
 751                                    + time->tm_min * 60.
 752                                    + time->tm_sec);
 753     }
 754   else if (lex_match_id ("$LENGTH"))
 755     return expr_allocate_number (e, get_viewlength ());
 756   else if (lex_match_id ("$WIDTH"))
 757     return expr_allocate_number (e, get_viewwidth ());
 758   else
 759     {
 760       msg (SE, _("Unknown system variable %s."), tokid);
 761       return NULL;
 762     }
 763 }
 764
 765 /* Parses numbers, varnames, etc. */
 766 static union any_node *
 767 parse_primary (struct expression *e)
 768 {
 769   switch (token)
 770     {
 771     case T_ID:
 772       if (lex_look_ahead () == '(')
 773         {
 774           /* An identifier followed by a left parenthesis may be
 775              a vector element reference.  If not, it's a function
 776              call. */
 777           if (e->dict != NULL && dict_lookup_vector (e->dict, tokid) != NULL)
 778             return parse_vector_element (e);
 779           else
 780             return parse_function (e);
 781         }
 782       else if (tokid[0] == '$')
 783         {
 784           /* $ at the beginning indicates a system variable. */
 785           return parse_sysvar (e);
 786         }
 787       else if (e->dict != NULL && dict_lookup_var (e->dict, tokid))
 788         {
 789           /* It looks like a user variable.
 790              (It could be a format specifier, but we'll assume
 791              it's a variable unless proven otherwise. */
 792           return allocate_unary_variable (e, parse_dict_variable (e->dict));
 793         }
 794       else
 795         {
 796           /* Try to parse it as a format specifier. */
 797           struct fmt_spec fmt;
 798           if (parse_format_specifier (&fmt, FMTP_SUPPRESS_ERRORS))
 799             return expr_allocate_format (e, &fmt);
 800
 801           /* All attempts failed. */
 802           msg (SE, _("Unknown identifier %s."), tokid);
 803           return NULL;
 804         }
 805       break;
 806
 807     case T_POS_NUM:
 808     case T_NEG_NUM:
 809       {
 810         union any_node *node = expr_allocate_number (e, tokval);
 811         lex_get ();
 812         return node;
 813       }
 814
 815     case T_STRING:
 816       {
 817         union any_node *node = expr_allocate_string_buffer (e, ds_c_str (&tokstr),
 818                                                        ds_length (&tokstr));
 819         lex_get ();
 820         return node;
 821       }
 822
 823     case '(':
 824       {
 825         union any_node *node;
 826         lex_get ();
 827         node = parse_or (e);
 828         if (node != NULL && !lex_match (')'))
 829           {
 830             lex_error (_("expecting `)'"));
 831             return NULL;
 832           }
 833         return node;
 834       }
 835
 836     default:
 837       lex_error (_("in expression"));
 838       return NULL;
 839     }
 840 }
 841
 842 static union any_node *
 843 parse_vector_element (struct expression *e)
 844 {
 845   const struct vector *vector;
 846   union any_node *element;
 847
 848   /* Find vector, skip token.
 849      The caller must already have verified that the current token
 850      is the name of a vector. */
 851   vector = dict_lookup_vector (default_dict, tokid);
 852   assert (vector != NULL);
 853   lex_get ();
 854
 855   /* Skip left parenthesis token.
 856      The caller must have verified that the lookahead is a left
 857      parenthesis. */
 858   assert (token == '(');
 859   lex_get ();
 860
 861   element = parse_or (e);
 862   if (!type_coercion (e, OP_number, &element, "vector indexing")
 863       || !lex_match (')'))
 864     return NULL;
 865
 866   return expr_allocate_binary (e, (vector->var[0]->type == NUMERIC
 867                                    ? OP_VEC_ELEM_NUM : OP_VEC_ELEM_STR),
 868                                element, expr_allocate_vector (e, vector));
 869 }
 870 \f
 871 /* Individual function parsing. */
 872
 873 struct operation operations[OP_first + OP_cnt] = {
 874 #include "parse.inc"
 875 };
 876
 877 static bool
 878 word_matches (const char **test, const char **name)
 879 {
 880   size_t test_len = strcspn (*test, ".");
 881   size_t name_len = strcspn (*name, ".");
 882   if (test_len == name_len)
 883     {
 884       if (buf_compare_case (*test, *name, test_len))
 885         return false;
 886     }
 887   else if (test_len < 3 || test_len > name_len)
 888     return false;
 889   else
 890     {
 891       if (buf_compare_case (*test, *name, test_len))
 892         return false;
 893     }
 894
 895   *test += test_len;
 896   *name += name_len;
 897   if (**test != **name)
 898     return false;
 899
 900   if (**test == '.')
 901     {
 902       (*test)++;
 903       (*name)++;
 904     }
 905   return true;
 906 }
 907
 908 static int
 909 compare_names (const char *test, const char *name)
 910 {
 911   for (;;)
 912     {
 913       if (!word_matches (&test, &name))
 914         return true;
 915       if (*name == '\0' && *test == '\0')
 916         return false;
 917     }
 918 }
 919
 920 static int
 921 compare_strings (const char *test, const char *name)
 922 {
 923   return strcasecmp (test, name);
 924 }
 925
 926 static bool
 927 lookup_function_helper (const char *name,
 928                         int (*compare) (const char *test, const char *name),
 929                         const struct operation **first,
 930                         const struct operation **last)
 931 {
 932   struct operation *f;
 933
 934   for (f = operations + OP_function_first;
 935        f <= operations + OP_function_last; f++)
 936     if (!compare (name, f->name))
 937       {
 938         *first = f;
 939
 940         while (f <= operations + OP_function_last && !compare (name, f->name))
 941           f++;
 942         *last = f;
 943
 944         return true;
 945       }
 946
 947   return false;
 948 }
 949
 950 static bool
 951 lookup_function (const char *name,
 952                  const struct operation **first,
 953                  const struct operation **last)
 954 {
 955   *first = *last = NULL;
 956   return (lookup_function_helper (name, compare_strings, first, last)
 957           || lookup_function_helper (name, compare_names, first, last));
 958 }
 959
 960 static int
 961 extract_min_valid (char *s)
 962 {
 963   char *p = strrchr (s, '.');
 964   if (p == NULL
 965       || p[1] < '0' || p[1] > '9'
 966       || strspn (p + 1, "0123456789") != strlen (p + 1))
 967     return -1;
 968   *p = '\0';
 969   return atoi (p + 1);
 970 }
 971
 972 static atom_type
 973 function_arg_type (const struct operation *f, size_t arg_idx)
 974 {
 975   assert (arg_idx < f->arg_cnt || (f->flags & OPF_ARRAY_OPERAND));
 976
 977   return f->args[arg_idx < f->arg_cnt ? arg_idx : f->arg_cnt - 1];
 978 }
 979
 980 static bool
 981 match_function (union any_node **args, int arg_cnt, const struct operation *f)
 982 {
 983   size_t i;
 984
 985   if (arg_cnt < f->arg_cnt
 986       || (arg_cnt > f->arg_cnt && (f->flags & OPF_ARRAY_OPERAND) == 0)
 987       || arg_cnt - (f->arg_cnt - 1) < f->array_min_elems)
 988     return false;
 989
 990   for (i = 0; i < arg_cnt; i++)
 991     if (!is_coercible (function_arg_type (f, i), &args[i]))
 992       return false;
 993
 994   return true;
 995 }
 996
 997 static void
 998 coerce_function_args (struct expression *e, const struct operation *f,
 999                       union any_node **args, size_t arg_cnt)
1000 {
1001   int i;
1002
1003   for (i = 0; i < arg_cnt; i++)
1004     type_coercion_assert (e, function_arg_type (f, i), &args[i]);
1005 }
1006
1007 static bool
1008 validate_function_args (const struct operation *f, int arg_cnt, int min_valid)
1009 {
1010   int array_arg_cnt = arg_cnt - (f->arg_cnt - 1);
1011   if (array_arg_cnt < f->array_min_elems)
1012     {
1013       msg (SE, _("%s must have at least %d arguments in list."),
1014            f->prototype, f->array_min_elems);
1015       return false;
1016     }
1017
1018   if ((f->flags & OPF_ARRAY_OPERAND)
1019       && array_arg_cnt % f->array_granularity != 0)
1020     {
1021       if (f->array_granularity == 2)
1022         msg (SE, _("%s must have even number of arguments in list."),
1023              f->prototype);
1024       else
1025         msg (SE, _("%s must have multiple of %d arguments in list."),
1026              f->prototype, f->array_granularity);
1027       return false;
1028     }
1029
1030   if (min_valid != -1)
1031     {
1032       if (f->array_min_elems == 0)
1033         {
1034           assert ((f->flags & OPF_MIN_VALID) == 0);
1035           msg (SE, _("%s function does not accept a minimum valid "
1036                      "argument count."), f->prototype);
1037           return false;
1038         }
1039       else
1040         {
1041           assert (f->flags & OPF_MIN_VALID);
1042           if (array_arg_cnt < f->array_min_elems)
1043             {
1044               msg (SE, _("%s requires at least %d valid arguments in list."),
1045                    f->prototype, f->array_min_elems);
1046               return false;
1047             }
1048           else if (min_valid > array_arg_cnt)
1049             {
1050               msg (SE, _("With %s, "
1051                          "using minimum valid argument count of %d "
1052                          "does not make sense when passing only %d "
1053                          "arguments in list."),
1054                    f->prototype, min_valid, array_arg_cnt);
1055               return false;
1056             }
1057         }
1058     }
1059
1060   return true;
1061 }
1062
1063 static void
1064 add_arg (union any_node ***args, int *arg_cnt, int *arg_cap,
1065          union any_node *arg)
1066 {
1067   if (*arg_cnt >= *arg_cap)
1068     {
1069       *arg_cap += 8;
1070       *args = xrealloc (*args, sizeof **args * *arg_cap);
1071     }
1072
1073   (*args)[(*arg_cnt)++] = arg;
1074 }
1075
1076 static void
1077 put_invocation (struct string *s,
1078                 const char *func_name, union any_node **args, size_t arg_cnt)
1079 {
1080   size_t i;
1081
1082   ds_printf (s, "%s(", func_name);
1083   for (i = 0; i < arg_cnt; i++)
1084     {
1085       if (i > 0)
1086         ds_puts (s, ", ");
1087       ds_puts (s, operations[expr_node_returns (args[i])].prototype);
1088     }
1089   ds_putc (s, ')');
1090 }
1091
1092 static void
1093 no_match (const char *func_name,
1094           union any_node **args, size_t arg_cnt,
1095           const struct operation *first, const struct operation *last)
1096 {
1097   struct string s;
1098   const struct operation *f;
1099
1100   ds_init (&s, 128);
1101
1102   if (last - first == 1)
1103     {
1104       ds_printf (&s, _("Type mismatch invoking %s as "), first->prototype);
1105       put_invocation (&s, func_name, args, arg_cnt);
1106     }
1107   else
1108     {
1109       ds_puts (&s, _("Function invocation "));
1110       put_invocation (&s, func_name, args, arg_cnt);
1111       ds_puts (&s, _(" does not match any known function.  Candidates are:"));
1112
1113       for (f = first; f < last; f++)
1114         ds_printf (&s, "\n%s", f->prototype);
1115     }
1116   ds_putc (&s, '.');
1117
1118   msg (SE, "%s", ds_c_str (&s));
1119
1120   ds_destroy (&s);
1121 }
1122
1123 static union any_node *
1124 parse_function (struct expression *e)
1125 {
1126   int min_valid;
1127   const struct operation *f, *first, *last;
1128
1129   union any_node **args = NULL;
1130   int arg_cnt = 0;
1131   int arg_cap = 0;
1132
1133   struct fixed_string func_name;
1134
1135   union any_node *n;
1136
1137   ls_create (&func_name, ds_c_str (&tokstr));
1138   min_valid = extract_min_valid (ds_c_str (&tokstr));
1139   if (!lookup_function (ds_c_str (&tokstr), &first, &last))
1140     {
1141       msg (SE, _("No function or vector named %s."), ds_c_str (&tokstr));
1142       ls_destroy (&func_name);
1143       return NULL;
1144     }
1145
1146   lex_get ();
1147   if (!lex_force_match ('('))
1148     {
1149       ls_destroy (&func_name);
1150       return NULL;
1151     }
1152
1153   args = NULL;
1154   arg_cnt = arg_cap = 0;
1155   if (token != ')')
1156     for (;;)
1157       {
1158         if (token == T_ID && lex_look_ahead () == 'T')
1159           {
1160             struct variable **vars;
1161             int var_cnt;
1162             int i;
1163
1164             if (!parse_variables (default_dict, &vars, &var_cnt, PV_SINGLE))
1165               goto fail;
1166             for (i = 0; i < var_cnt; i++)
1167               add_arg (&args, &arg_cnt, &arg_cap,
1168                        allocate_unary_variable (e, vars[i]));
1169             free (vars);
1170           }
1171         else
1172           {
1173             union any_node *arg = parse_or (e);
1174             if (arg == NULL)
1175               goto fail;
1176
1177             add_arg (&args, &arg_cnt, &arg_cap, arg);
1178           }
1179         if (lex_match (')'))
1180           break;
1181         else if (!lex_match (','))
1182           {
1183             lex_error (_("expecting `,' or `)' invoking %s function"),
1184                        first->name);
1185             goto fail;
1186           }
1187       }
1188
1189   for (f = first; f < last; f++)
1190     if (match_function (args, arg_cnt, f))
1191       break;
1192   if (f >= last)
1193     {
1194       no_match (ls_c_str (&func_name), args, arg_cnt, first, last);
1195       goto fail;
1196     }
1197
1198   coerce_function_args (e, f, args, arg_cnt);
1199   if (!validate_function_args (f, arg_cnt, min_valid))
1200     goto fail;
1201
1202   if ((f->flags & OPF_EXTENSION) && get_syntax () == COMPATIBLE)
1203     msg (SW, _("%s is a PSPP extension."), f->prototype);
1204   if (f->flags & OPF_UNIMPLEMENTED)
1205     {
1206       msg (SE, _("%s is not yet implemented."), f->prototype);
1207       goto fail;
1208     }
1209
1210   n = expr_allocate_composite (e, f - operations, args, arg_cnt);
1211   n->composite.min_valid = min_valid != -1 ? min_valid : f->array_min_elems;
1212
1213   if (n->type == OP_LAG_Vn || n->type == OP_LAG_Vs)
1214     {
1215       if (n_lag < 1)
1216         n_lag = 1;
1217     }
1218   else if (n->type == OP_LAG_Vnn || n->type == OP_LAG_Vsn)
1219     {
1220       int n_before;
1221       assert (n->composite.arg_cnt == 2);
1222       assert (n->composite.args[1]->type == OP_pos_int);
1223       n_before = n->composite.args[1]->integer.i;
1224       if (n_lag < n_before)
1225         n_lag = n_before;
1226     }
1227
1228   free (args);
1229   ls_destroy (&func_name);
1230   return n;
1231
1232 fail:
1233   free (args);
1234   ls_destroy (&func_name);
1235   return NULL;
1236 }
1237 \f
1238 /* Utility functions. */
1239
1240 static struct expression *
1241 expr_create (struct dictionary *dict)
1242 {
1243   struct pool *pool = pool_create ();
1244   struct expression *e = pool_alloc (pool, sizeof *e);
1245   e->expr_pool = pool;
1246   e->dict = dict;
1247   e->eval_pool = pool_create_subpool (e->expr_pool);
1248   e->ops = NULL;
1249   e->op_types = NULL;
1250   e->op_cnt = e->op_cap = 0;
1251   return e;
1252 }
1253
1254 atom_type
1255 expr_node_returns (const union any_node *n)
1256 {
1257   assert (n != NULL);
1258   assert (is_operation (n->type));
1259   if (is_atom (n->type))
1260     return n->type;
1261   else if (is_composite (n->type))
1262     return operations[n->type].returns;
1263   else
1264     abort ();
1265 }
1266
1267 static const char *
1268 atom_type_name (atom_type type)
1269 {
1270   assert (is_atom (type));
1271   return operations[type].name;
1272 }
1273
1274 union any_node *
1275 expr_allocate_nullary (struct expression *e, operation_type op)
1276 {
1277   return expr_allocate_composite (e, op, NULL, 0);
1278 }
1279
1280 union any_node *
1281 expr_allocate_unary (struct expression *e, operation_type op,
1282                      union any_node *arg0)
1283 {
1284   return expr_allocate_composite (e, op, &arg0, 1);
1285 }
1286
1287 union any_node *
1288 expr_allocate_binary (struct expression *e, operation_type op,
1289                       union any_node *arg0, union any_node *arg1)
1290 {
1291   union any_node *args[2];
1292   args[0] = arg0;
1293   args[1] = arg1;
1294   return expr_allocate_composite (e, op, args, 2);
1295 }
1296
1297 static bool
1298 is_valid_node (union any_node *n)
1299 {
1300   struct operation *op;
1301   size_t i;
1302
1303   assert (n != NULL);
1304   assert (is_operation (n->type));
1305   op = &operations[n->type];
1306
1307   if (!is_atom (n->type))
1308     {
1309       struct composite_node *c = &n->composite;
1310
1311       assert (is_composite (n->type));
1312       assert (c->arg_cnt >= op->arg_cnt);
1313       for (i = 0; i < op->arg_cnt; i++)
1314         assert (expr_node_returns (c->args[i]) == op->args[i]);
1315       if (c->arg_cnt > op->arg_cnt && !is_operator (n->type))
1316         {
1317           assert (op->flags & OPF_ARRAY_OPERAND);
1318           for (i = 0; i < c->arg_cnt; i++)
1319             assert (operations[c->args[i]->type].returns
1320                     == op->args[op->arg_cnt - 1]);
1321         }
1322     }
1323
1324   return true;
1325 }
1326
1327 union any_node *
1328 expr_allocate_composite (struct expression *e, operation_type op,
1329                          union any_node **args, size_t arg_cnt)
1330 {
1331   union any_node *n;
1332   size_t i;
1333
1334   n = pool_alloc (e->expr_pool, sizeof n->composite);
1335   n->type = op;
1336   n->composite.arg_cnt = arg_cnt;
1337   n->composite.args = pool_alloc (e->expr_pool,
1338                                   sizeof *n->composite.args * arg_cnt);
1339   for (i = 0; i < arg_cnt; i++)
1340     {
1341       if (args[i] == NULL)
1342         return NULL;
1343       n->composite.args[i] = args[i];
1344     }
1345   memcpy (n->composite.args, args, sizeof *n->composite.args * arg_cnt);
1346   n->composite.min_valid = 0;
1347   assert (is_valid_node (n));
1348   return n;
1349 }
1350
1351 union any_node *
1352 expr_allocate_number (struct expression *e, double d)
1353 {
1354   union any_node *n = pool_alloc (e->expr_pool, sizeof n->number);
1355   n->type = OP_number;
1356   n->number.n = d;
1357   return n;
1358 }
1359
1360 union any_node *
1361 expr_allocate_boolean (struct expression *e, double b)
1362 {
1363   union any_node *n = pool_alloc (e->expr_pool, sizeof n->number);
1364   assert (b == 0.0 || b == 1.0 || b == SYSMIS);
1365   n->type = OP_boolean;
1366   n->number.n = b;
1367   return n;
1368 }
1369
1370 union any_node *
1371 expr_allocate_integer (struct expression *e, int i)
1372 {
1373   union any_node *n = pool_alloc (e->expr_pool, sizeof n->integer);
1374   n->type = OP_integer;
1375   n->integer.i = i;
1376   return n;
1377 }
1378
1379 union any_node *
1380 expr_allocate_pos_int (struct expression *e, int i)
1381 {
1382   union any_node *n = pool_alloc (e->expr_pool, sizeof n->integer);
1383   assert (i > 0);
1384   n->type = OP_pos_int;
1385   n->integer.i = i;
1386   return n;
1387 }
1388
1389 union any_node *
1390 expr_allocate_vector (struct expression *e, const struct vector *vector)
1391 {
1392   union any_node *n = pool_alloc (e->expr_pool, sizeof n->vector);
1393   n->type = OP_vector;
1394   n->vector.v = vector;
1395   return n;
1396 }
1397
1398 union any_node *
1399 expr_allocate_string_buffer (struct expression *e,
1400                              const char *string, size_t length)
1401 {
1402   union any_node *n = pool_alloc (e->expr_pool, sizeof n->string);
1403   n->type = OP_string;
1404   if (length > 255)
1405     length = 255;
1406   n->string.s = copy_string (e, string, length);
1407   return n;
1408 }
1409
1410 union any_node *
1411 expr_allocate_string (struct expression *e, struct fixed_string s)
1412 {
1413   union any_node *n = pool_alloc (e->expr_pool, sizeof n->string);
1414   n->type = OP_string;
1415   n->string.s = s;
1416   return n;
1417 }
1418
1419 union any_node *
1420 expr_allocate_variable (struct expression *e, struct variable *v)
1421 {
1422   union any_node *n = pool_alloc (e->expr_pool, sizeof n->variable);
1423   n->type = v->type == NUMERIC ? OP_num_var : OP_str_var;
1424   n->variable.v = v;
1425   return n;
1426 }
1427
1428 union any_node *
1429 expr_allocate_format (struct expression *e, const struct fmt_spec *format)
1430 {
1431   union any_node *n = pool_alloc (e->expr_pool, sizeof n->format);
1432   n->type = OP_format;
1433   n->format.f = *format;
1434   return n;
1435 }
1436
1437 /* Allocates a unary composite node that represents the value of
1438    variable V in expression E. */
1439 static union any_node *
1440 allocate_unary_variable (struct expression *e, struct variable *v)
1441 {
1442   assert (v != NULL);
1443   return expr_allocate_unary (e, v->type == NUMERIC ? OP_NUM_VAR : OP_STR_VAR,
1444                               expr_allocate_variable (e, v));
1445 }