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[pspp-builds.git] / src / language / control / loop.c
1 /* PSPP - a program for statistical analysis.
2    Copyright (C) 1997-9, 2000 Free Software Foundation, Inc.
3
4    This program is free software: you can redistribute it and/or modify
5    it under the terms of the GNU General Public License as published by
6    the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
7    (at your option) any later version.
8
9    This program is distributed in the hope that it will be useful,
10    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12    GNU General Public License for more details.
13
14    You should have received a copy of the GNU General Public License
15    along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>. */
16
17 #include <config.h>
18
19 #include "control-stack.h"
20
21 #include <data/case.h>
22 #include <data/dictionary.h>
23 #include <data/procedure.h>
24 #include <data/settings.h>
25 #include <data/transformations.h>
26 #include <data/variable.h>
27 #include <language/command.h>
28 #include <language/expressions/public.h>
29 #include <language/lexer/lexer.h>
30 #include <libpspp/compiler.h>
31 #include <libpspp/message.h>
32 #include <libpspp/misc.h>
33 #include <libpspp/pool.h>
34 #include <libpspp/str.h>
35
36 #include "xalloc.h"
37
38 #include "gettext.h"
39 #define _(msgid) gettext (msgid)
40
41 /* LOOP outputs a transformation that is executed only on the
42    first pass through the loop.  On this trip, it initializes for
43    the first pass by resetting the pass number, setting up the
44    indexing clause, and testing the LOOP IF clause.  If the loop
45    is not to be entered at all, it jumps forward just past the
46    END LOOP transformation; otherwise, it continues to the
47    transformation following LOOP.
48
49    END LOOP outputs a transformation that executes at the end of
50    each trip through the loop.  It checks the END LOOP IF clause,
51    then updates the pass number, increments the indexing clause,
52    and tests the LOOP IF clause.  If another pass through the
53    loop is due, it jumps backward to just after the LOOP
54    transformation; otherwise, it continues to the transformation
55    following END LOOP. */
56
57 struct loop_trns
58   {
59     struct pool *pool;
60     struct dataset *ds;
61
62     /* Iteration limit. */
63     int max_pass_count;         /* Maximum number of passes (-1=unlimited). */
64     int pass;                   /* Number of passes thru the loop so far. */
65
66     /* a=a TO b [BY c]. */
67     struct variable *index_var; /* Index variable. */
68     struct expression *first_expr; /* Starting index. */
69     struct expression *by_expr; /* Index increment (default 1.0 if null). */
70     struct expression *last_expr; /* Terminal index. */
71     double cur, by, last;       /* Current value, increment, last value. */
72
73     /* IF condition for LOOP or END LOOP. */
74     struct expression *loop_condition;
75     struct expression *end_loop_condition;
76
77     /* Transformation indexes. */
78     int past_LOOP_index;        /* Just past LOOP transformation. */
79     int past_END_LOOP_index;    /* Just past END LOOP transformation. */
80   };
81
82 static const struct ctl_class loop_class;
83
84 static trns_finalize_func loop_trns_finalize;
85 static trns_proc_func loop_trns_proc, end_loop_trns_proc, break_trns_proc;
86 static trns_free_func loop_trns_free;
87
88 static struct loop_trns *create_loop_trns (struct dataset *);
89 static bool parse_if_clause (struct lexer *,
90                              struct loop_trns *, struct expression **);
91 static bool parse_index_clause (struct dataset *, struct lexer *,
92                                 struct loop_trns *, bool *created_index_var);
93 static void close_loop (void *);
94 \f
95 /* LOOP. */
96
97 /* Parses LOOP. */
98 int
99 cmd_loop (struct lexer *lexer, struct dataset *ds)
100 {
101   struct loop_trns *loop;
102   bool created_index_var = false;
103   bool ok = true;
104
105   loop = create_loop_trns (ds);
106   while (lex_token (lexer) != '.' && ok)
107     {
108       if (lex_match_id (lexer, "IF"))
109         ok = parse_if_clause (lexer, loop, &loop->loop_condition);
110       else
111         ok = parse_index_clause (ds, lexer, loop, &created_index_var);
112     }
113
114   /* Clean up if necessary. */
115   if (!ok)
116     {
117       loop->max_pass_count = 0;
118       if (loop->index_var != NULL && created_index_var)
119         {
120           dict_delete_var (dataset_dict (ds), loop->index_var);
121           loop->index_var = NULL;
122         }
123     }
124
125   return ok ? CMD_SUCCESS : CMD_CASCADING_FAILURE;
126 }
127
128 /* Parses END LOOP. */
129 int
130 cmd_end_loop (struct lexer *lexer, struct dataset *ds)
131 {
132   struct loop_trns *loop;
133   bool ok = true;
134
135   loop = ctl_stack_top (&loop_class);
136   if (loop == NULL)
137     return CMD_CASCADING_FAILURE;
138
139   assert (loop->ds == ds);
140
141   /* Parse syntax. */
142   if (lex_match_id (lexer, "IF"))
143     ok = parse_if_clause (lexer, loop, &loop->end_loop_condition);
144   if (ok)
145     ok = lex_end_of_command (lexer) == CMD_SUCCESS;
146
147   if (!ok)
148     loop->max_pass_count = 0;
149
150   ctl_stack_pop (loop);
151
152   return ok ? CMD_SUCCESS : CMD_FAILURE;
153 }
154
155 /* Parses BREAK. */
156 int
157 cmd_break (struct lexer *lexer, struct dataset *ds)
158 {
159   struct ctl_stmt *loop = ctl_stack_search (&loop_class);
160   if (loop == NULL)
161     return CMD_CASCADING_FAILURE;
162
163   add_transformation (ds, break_trns_proc, NULL, loop);
164
165   return lex_end_of_command (lexer);
166 }
167
168 /* Closes a LOOP construct by emitting the END LOOP
169    transformation and finalizing its members appropriately. */
170 static void
171 close_loop (void *loop_)
172 {
173   struct loop_trns *loop = loop_;
174
175   add_transformation (loop->ds, end_loop_trns_proc, NULL, loop);
176   loop->past_END_LOOP_index = next_transformation (loop->ds);
177
178   /* If there's nothing else limiting the number of loops, use
179      MXLOOPS as a limit. */
180   if (loop->max_pass_count == -1
181       && loop->index_var == NULL
182       && loop->loop_condition == NULL
183       && loop->end_loop_condition == NULL)
184     loop->max_pass_count = settings_get_mxloops ();
185 }
186
187 /* Parses an IF clause for LOOP or END LOOP and stores the
188    resulting expression to *CONDITION.
189    Returns true if successful, false on failure. */
190 static bool
191 parse_if_clause (struct lexer *lexer,
192                  struct loop_trns *loop, struct expression **condition)
193 {
194   if (*condition != NULL)
195     {
196       lex_sbc_only_once ("IF");
197       return false;
198     }
199
200   *condition = expr_parse_pool (lexer, loop->pool, loop->ds, EXPR_BOOLEAN);
201   return *condition != NULL;
202 }
203
204 /* Parses an indexing clause into LOOP.
205    Stores true in *CREATED_INDEX_VAR if the index clause created
206    a new variable, false otherwise.
207    Returns true if successful, false on failure. */
208 static bool
209 parse_index_clause (struct dataset *ds, struct lexer *lexer,
210                     struct loop_trns *loop, bool *created_index_var)
211 {
212   if (loop->index_var != NULL)
213     {
214       msg (SE, _("Only one index clause may be specified."));
215       return false;
216     }
217
218   if (lex_token (lexer) != T_ID)
219     {
220       lex_error (lexer, NULL);
221       return false;
222     }
223
224   loop->index_var = dict_lookup_var (dataset_dict (ds), lex_tokid (lexer));
225   if (loop->index_var != NULL)
226     *created_index_var = false;
227   else
228     {
229       loop->index_var = dict_create_var_assert (dataset_dict (ds),
230                                                 lex_tokid (lexer), 0);
231       *created_index_var = true;
232     }
233   lex_get (lexer);
234
235   if (!lex_force_match (lexer, '='))
236     return false;
237
238   loop->first_expr = expr_parse_pool (lexer, loop->pool,
239                                       loop->ds, EXPR_NUMBER);
240   if (loop->first_expr == NULL)
241     return false;
242
243   for (;;)
244     {
245       struct expression **e;
246       if (lex_match (lexer, T_TO))
247         e = &loop->last_expr;
248       else if (lex_match (lexer, T_BY))
249         e = &loop->by_expr;
250       else
251         break;
252
253       if (*e != NULL)
254         {
255           lex_sbc_only_once (e == &loop->last_expr ? "TO" : "BY");
256           return false;
257         }
258       *e = expr_parse_pool (lexer, loop->pool, loop->ds, EXPR_NUMBER);
259       if (*e == NULL)
260         return false;
261     }
262   if (loop->last_expr == NULL)
263     {
264       lex_sbc_missing (lexer, "TO");
265       return false;
266     }
267   if (loop->by_expr == NULL)
268     loop->by = 1.0;
269
270   return true;
271 }
272
273 /* Creates, initializes, and returns a new loop_trns. */
274 static struct loop_trns *
275 create_loop_trns (struct dataset *ds)
276 {
277   struct loop_trns *loop = pool_create_container (struct loop_trns, pool);
278   loop->max_pass_count = -1;
279   loop->pass = 0;
280   loop->index_var = NULL;
281   loop->first_expr = loop->by_expr = loop->last_expr = NULL;
282   loop->loop_condition = loop->end_loop_condition = NULL;
283   loop->ds = ds;
284
285   add_transformation_with_finalizer (ds, loop_trns_finalize,
286                                      loop_trns_proc, loop_trns_free, loop);
287   loop->past_LOOP_index = next_transformation (ds);
288
289   ctl_stack_push (&loop_class, loop);
290
291   return loop;
292 }
293
294 /* Finalizes LOOP by clearing the control stack, thus ensuring
295    that all open LOOPs are closed. */
296 static void
297 loop_trns_finalize (void *do_if_ UNUSED)
298 {
299   /* This will be called multiple times if multiple LOOPs were
300      executed, which is slightly unclean, but at least it's
301      idempotent. */
302   ctl_stack_clear ();
303 }
304
305 /* Sets up LOOP for the first pass. */
306 static int
307 loop_trns_proc (void *loop_, struct ccase *c, casenumber case_num)
308 {
309   struct loop_trns *loop = loop_;
310
311   if (loop->index_var != NULL)
312     {
313       /* Evaluate loop index expressions. */
314       loop->cur = expr_evaluate_num (loop->first_expr, c, case_num);
315       if (loop->by_expr != NULL)
316         loop->by = expr_evaluate_num (loop->by_expr, c, case_num);
317       loop->last = expr_evaluate_num (loop->last_expr, c, case_num);
318
319       /* Even if the loop is never entered, set the index
320          variable to the initial value. */
321       case_data_rw (c, loop->index_var)->f = loop->cur;
322
323       /* Throw out pathological cases. */
324       if (!isfinite (loop->cur) || !isfinite (loop->by)
325           || !isfinite (loop->last)
326           || loop->by == 0.0
327           || (loop->by > 0.0 && loop->cur > loop->last)
328           || (loop->by < 0.0 && loop->cur < loop->last))
329         goto zero_pass;
330     }
331
332   /* Initialize pass count. */
333   loop->pass = 0;
334   if (loop->max_pass_count >= 0 && loop->pass >= loop->max_pass_count)
335     goto zero_pass;
336
337   /* Check condition. */
338   if (loop->loop_condition != NULL
339       && expr_evaluate_num (loop->loop_condition, c, case_num) != 1.0)
340     goto zero_pass;
341
342   return loop->past_LOOP_index;
343
344  zero_pass:
345   return loop->past_END_LOOP_index;
346 }
347
348 /* Frees LOOP. */
349 static bool
350 loop_trns_free (void *loop_)
351 {
352   struct loop_trns *loop = loop_;
353
354   pool_destroy (loop->pool);
355   return true;
356 }
357
358 /* Finishes a pass through the loop and starts the next. */
359 static int
360 end_loop_trns_proc (void *loop_, struct ccase *c, casenumber case_num UNUSED)
361 {
362   struct loop_trns *loop = loop_;
363
364   if (loop->end_loop_condition != NULL
365       && expr_evaluate_num (loop->end_loop_condition, c, case_num) != 0.0)
366     goto break_out;
367
368   /* MXLOOPS limiter. */
369   if (loop->max_pass_count >= 0)
370     {
371       if (loop->pass >= loop->max_pass_count)
372         goto break_out;
373       loop->pass++;
374     }
375
376   /* Indexing clause limiter: counting downward. */
377   if (loop->index_var != NULL)
378     {
379       loop->cur += loop->by;
380       if ((loop->by > 0.0 && loop->cur > loop->last)
381           || (loop->by < 0.0 && loop->cur < loop->last))
382         goto break_out;
383       case_data_rw (c, loop->index_var)->f = loop->cur;
384     }
385
386   if (loop->loop_condition != NULL
387       && expr_evaluate_num (loop->loop_condition, c, case_num) != 1.0)
388     goto break_out;
389
390   return loop->past_LOOP_index;
391
392  break_out:
393   return loop->past_END_LOOP_index;
394 }
395
396 /* Executes BREAK. */
397 static int
398 break_trns_proc (void *loop_, struct ccase *c UNUSED, casenumber case_num UNUSED)
399 {
400   struct loop_trns *loop = loop_;
401
402   return loop->past_END_LOOP_index;
403 }
404
405 /* LOOP control structure class definition. */
406 static const struct ctl_class loop_class =
407   {
408     "LOOP",
409     "END LOOP",
410     close_loop,
411   };