07a56f8ef675ef5f7c3f7bdd0cbcc92949a535b9
[pspp-builds.git] / src / language / expressions / parse.c
1 /* PSPP - computes sample statistics.
2    Copyright (C) 1997-9, 2000, 2006 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
22 #include "private.h"
23
24 #include <ctype.h>
25 #include <float.h>
26 #include <limits.h>
27 #include <stdlib.h>
28
29 #include "helpers.h"
30 #include <data/case.h>
31 #include <data/dictionary.h>
32 #include <data/settings.h>
33 #include <data/variable.h>
34 #include <language/lexer/format-parser.h>
35 #include <language/lexer/lexer.h>
36 #include <language/lexer/variable-parser.h>
37 #include <libpspp/alloc.h>
38 #include <libpspp/array.h>
39 #include <libpspp/assertion.h>
40 #include <libpspp/message.h>
41 #include <libpspp/misc.h>
42 #include <libpspp/pool.h>
43 #include <libpspp/str.h>
44 \f
45 /* Declarations. */
46
47 /* Recursive descent parser in order of increasing precedence. */
48 typedef union any_node *parse_recursively_func (struct lexer *, struct expression *);
49 static parse_recursively_func parse_or, parse_and, parse_not;
50 static parse_recursively_func parse_rel, parse_add, parse_mul;
51 static parse_recursively_func parse_neg, parse_exp;
52 static parse_recursively_func parse_primary;
53 static parse_recursively_func parse_vector_element, parse_function;
54
55 /* Utility functions. */
56 static struct expression *expr_create (struct dataset *ds);
57 atom_type expr_node_returns (const union any_node *);
58
59 static const char *atom_type_name (atom_type);
60 static struct expression *finish_expression (union any_node *,
61                                              struct expression *);
62 static bool type_check (struct expression *, union any_node **,
63                         enum expr_type expected_type);
64 static union any_node *allocate_unary_variable (struct expression *,
65                                                 struct variable *); 
66 \f
67 /* Public functions. */
68
69 /* Parses an expression of the given TYPE.
70    If DICT is nonnull then variables and vectors within it may be
71    referenced within the expression; otherwise, the expression
72    must not reference any variables or vectors.
73    Returns the new expression if successful or a null pointer
74    otherwise. */
75 struct expression *
76 expr_parse (struct lexer *lexer, struct dataset *ds, enum expr_type type) 
77 {
78   union any_node *n;
79   struct expression *e;
80
81   assert (type == EXPR_NUMBER || type == EXPR_STRING || type == EXPR_BOOLEAN);
82
83   e = expr_create (ds);
84   n = parse_or (lexer, e);
85   if (n != NULL && type_check (e, &n, type))
86     return finish_expression (expr_optimize (n, e), e);
87   else
88     {
89       expr_free (e);
90       return NULL; 
91     }
92 }
93
94 /* Parses and returns an expression of the given TYPE, as
95    expr_parse(), and sets up so that destroying POOL will free
96    the expression as well. */
97 struct expression *
98 expr_parse_pool (struct lexer *lexer, 
99                  struct pool *pool,
100                  struct dataset *ds, 
101                  enum expr_type type) 
102 {
103   struct expression *e = expr_parse (lexer, ds, type);
104   if (e != NULL)
105     pool_add_subpool (pool, e->expr_pool);
106   return e;
107 }
108
109 /* Free expression E. */
110 void
111 expr_free (struct expression *e)
112 {
113   if (e != NULL)
114     pool_destroy (e->expr_pool);
115 }
116
117 struct expression *
118 expr_parse_any (struct lexer *lexer, struct dataset *ds, bool optimize)
119 {
120   union any_node *n;
121   struct expression *e;
122
123   e = expr_create (ds);
124   n = parse_or (lexer, e);
125   if (n == NULL)
126     {
127       expr_free (e);
128       return NULL;
129     }
130   
131   if (optimize)
132     n = expr_optimize (n, e);
133   return finish_expression (n, e);
134 }
135 \f
136 /* Finishing up expression building. */
137
138 /* Height of an expression's stacks. */
139 struct stack_heights 
140   {
141     int number_height;  /* Height of number stack. */
142     int string_height;  /* Height of string stack. */
143   };
144
145 /* Stack heights used by different kinds of arguments. */
146 static const struct stack_heights on_number_stack = {1, 0};
147 static const struct stack_heights on_string_stack = {0, 1};
148 static const struct stack_heights not_on_stack = {0, 0};
149
150 /* Returns the stack heights used by an atom of the given
151    TYPE. */
152 static const struct stack_heights *
153 atom_type_stack (atom_type type)
154 {
155   assert (is_atom (type));
156   
157   switch (type) 
158     {
159     case OP_number:
160     case OP_boolean:
161       return &on_number_stack;
162
163     case OP_string:
164       return &on_string_stack;
165
166     case OP_format:
167     case OP_ni_format:
168     case OP_no_format:
169     case OP_num_var:
170     case OP_str_var:
171     case OP_integer:
172     case OP_pos_int:
173     case OP_vector:
174       return &not_on_stack;
175           
176     default:
177       NOT_REACHED ();
178     }
179 }
180
181 /* Measures the stack height needed for node N, supposing that
182    the stack height is initially *HEIGHT and updating *HEIGHT to
183    the final stack height.  Updates *MAX, if necessary, to
184    reflect the maximum intermediate or final height. */
185 static void
186 measure_stack (const union any_node *n,
187                struct stack_heights *height, struct stack_heights *max)
188 {
189   const struct stack_heights *return_height;
190
191   if (is_composite (n->type)) 
192     {
193       struct stack_heights args;
194       int i;
195
196       args = *height;
197       for (i = 0; i < n->composite.arg_cnt; i++)
198         measure_stack (n->composite.args[i], &args, max);
199
200       return_height = atom_type_stack (operations[n->type].returns);
201     }
202   else
203     return_height = atom_type_stack (n->type);
204
205   height->number_height += return_height->number_height;
206   height->string_height += return_height->string_height;
207
208   if (height->number_height > max->number_height)
209     max->number_height = height->number_height;
210   if (height->string_height > max->string_height)
211     max->string_height = height->string_height;
212 }
213
214 /* Allocates stacks within E sufficient for evaluating node N. */
215 static void
216 allocate_stacks (union any_node *n, struct expression *e) 
217 {
218   struct stack_heights initial = {0, 0};
219   struct stack_heights max = {0, 0};
220
221   measure_stack (n, &initial, &max);
222   e->number_stack = pool_alloc (e->expr_pool,
223                                 sizeof *e->number_stack * max.number_height);
224   e->string_stack = pool_alloc (e->expr_pool,
225                                 sizeof *e->string_stack * max.string_height);
226 }
227
228 /* Finalizes expression E for evaluating node N. */
229 static struct expression *
230 finish_expression (union any_node *n, struct expression *e)
231 {
232   /* Allocate stacks. */
233   allocate_stacks (n, e);
234
235   /* Output postfix representation. */
236   expr_flatten (n, e);
237
238   /* The eval_pool might have been used for allocating strings
239      during optimization.  We need to keep those strings around
240      for all subsequent evaluations, so start a new eval_pool. */
241   e->eval_pool = pool_create_subpool (e->expr_pool);
242
243   return e;
244 }
245
246 /* Verifies that expression E, whose root node is *N, can be
247    converted to type EXPECTED_TYPE, inserting a conversion at *N
248    if necessary.  Returns true if successful, false on failure. */
249 static bool
250 type_check (struct expression *e,
251             union any_node **n, enum expr_type expected_type)
252 {
253   atom_type actual_type = expr_node_returns (*n);
254
255   switch (expected_type) 
256     {
257     case EXPR_BOOLEAN:
258     case EXPR_NUMBER:
259       if (actual_type != OP_number && actual_type != OP_boolean)
260         {
261           msg (SE, _("Type mismatch: expression has %s type, "
262                      "but a numeric value is required here."),
263                atom_type_name (actual_type));
264           return false;
265         }
266       if (actual_type == OP_number && expected_type == OP_boolean)
267         *n = expr_allocate_unary (e, OP_NUM_TO_BOOLEAN, *n);
268       break;
269       
270     case EXPR_STRING:
271       if (actual_type != OP_string)
272         {
273           msg (SE, _("Type mismatch: expression has %s type, "
274                      "but a string value is required here."),
275                atom_type_name (actual_type));
276           return false;
277         }
278       break;
279
280     default:
281       NOT_REACHED ();
282     }
283   
284   return true;
285 }
286 \f
287 /* Recursive-descent expression parser. */
288
289 /* Considers whether *NODE may be coerced to type REQUIRED_TYPE.
290    Returns true if possible, false if disallowed.
291
292    If DO_COERCION is false, then *NODE is not modified and there
293    are no side effects.
294
295    If DO_COERCION is true, we perform the coercion if possible,
296    modifying *NODE if necessary.  If the coercion is not possible
297    then we free *NODE and set *NODE to a null pointer.
298
299    This function's interface is somewhat awkward.  Use one of the
300    wrapper functions type_coercion(), type_coercion_assert(), or
301    is_coercible() instead. */
302 static bool
303 type_coercion_core (struct expression *e,
304                     atom_type required_type,
305                     union any_node **node,
306                     const char *operator_name,
307                     bool do_coercion) 
308 {
309   atom_type actual_type;
310
311   assert (!!do_coercion == (e != NULL));
312   if (*node == NULL) 
313     {
314       /* Propagate error.  Whatever caused the original error
315          already emitted an error message. */
316       return false;
317     }
318
319   actual_type = expr_node_returns (*node);
320   if (actual_type == required_type) 
321     {
322       /* Type match. */
323       return true; 
324     }
325
326   switch (required_type) 
327     {
328     case OP_number:
329       if (actual_type == OP_boolean) 
330         {
331           /* To enforce strict typing rules, insert Boolean to
332              numeric "conversion".  This conversion is a no-op,
333              so it will be removed later. */
334           if (do_coercion)
335             *node = expr_allocate_unary (e, OP_BOOLEAN_TO_NUM, *node);
336           return true; 
337         }
338       break;
339
340     case OP_string:
341       /* No coercion to string. */
342       break;
343
344     case OP_boolean:
345       if (actual_type == OP_number)
346         {
347           /* Convert numeric to boolean. */
348           if (do_coercion)
349             *node = expr_allocate_unary (e, OP_NUM_TO_BOOLEAN, *node);
350           return true;
351         }
352       break;
353
354     case OP_format:
355       NOT_REACHED ();
356
357     case OP_ni_format:
358       msg_disable ();
359       if ((*node)->type == OP_format
360           && fmt_check_input (&(*node)->format.f)
361           && fmt_check_type_compat (&(*node)->format.f, VAR_NUMERIC))
362         {
363           msg_enable ();
364           if (do_coercion)
365             (*node)->type = OP_ni_format;
366           return true;
367         }
368       msg_enable ();
369       break;
370
371     case OP_no_format:
372       msg_disable ();
373       if ((*node)->type == OP_format
374           && fmt_check_output (&(*node)->format.f)
375           && fmt_check_type_compat (&(*node)->format.f, VAR_NUMERIC))
376         {
377           msg_enable ();
378           if (do_coercion)
379             (*node)->type = OP_no_format;
380           return true;
381         }
382       msg_enable ();
383       break;
384
385     case OP_num_var:
386       if ((*node)->type == OP_NUM_VAR)
387         {
388           if (do_coercion)
389             *node = (*node)->composite.args[0];
390           return true;
391         }
392       break;
393
394     case OP_str_var:
395       if ((*node)->type == OP_STR_VAR)
396         {
397           if (do_coercion)
398             *node = (*node)->composite.args[0];
399           return true;
400         }
401       break;
402
403     case OP_var:
404       if ((*node)->type == OP_NUM_VAR || (*node)->type == OP_STR_VAR)
405         {
406           if (do_coercion)
407             *node = (*node)->composite.args[0];
408           return true;
409         }
410       break;
411
412     case OP_pos_int:
413       if ((*node)->type == OP_number
414           && floor ((*node)->number.n) == (*node)->number.n
415           && (*node)->number.n > 0 && (*node)->number.n < INT_MAX) 
416         {
417           if (do_coercion)
418             *node = expr_allocate_pos_int (e, (*node)->number.n);
419           return true;
420         }
421       break;
422
423     default:
424       NOT_REACHED ();
425     }
426
427   if (do_coercion) 
428     {
429       msg (SE, _("Type mismatch while applying %s operator: "
430                  "cannot convert %s to %s."),
431            operator_name,
432            atom_type_name (actual_type), atom_type_name (required_type));
433       *node = NULL;
434     }
435   return false;
436 }
437
438 /* Coerces *NODE to type REQUIRED_TYPE, and returns success.  If
439    *NODE cannot be coerced to the desired type then we issue an
440    error message about operator OPERATOR_NAME and free *NODE. */
441 static bool
442 type_coercion (struct expression *e,
443                atom_type required_type, union any_node **node,
444                const char *operator_name)
445 {
446   return type_coercion_core (e, required_type, node, operator_name, true);
447 }
448
449 /* Coerces *NODE to type REQUIRED_TYPE.
450    Assert-fails if the coercion is disallowed. */
451 static void
452 type_coercion_assert (struct expression *e,
453                       atom_type required_type, union any_node **node)
454 {
455   int success = type_coercion_core (e, required_type, node, NULL, true);
456   assert (success);
457 }
458
459 /* Returns true if *NODE may be coerced to type REQUIRED_TYPE,
460    false otherwise. */
461 static bool
462 is_coercible (atom_type required_type, union any_node *const *node)
463 {
464   return type_coercion_core (NULL, required_type,
465                              (union any_node **) node, NULL, false);
466 }
467
468 /* Returns true if ACTUAL_TYPE is a kind of REQUIRED_TYPE, false
469    otherwise. */
470 static bool
471 is_compatible (atom_type required_type, atom_type actual_type) 
472 {
473   return (required_type == actual_type
474           || (required_type == OP_var
475               && (actual_type == OP_num_var || actual_type == OP_str_var)));
476 }
477
478 /* How to parse an operator. */
479 struct operator
480   {
481     int token;                  /* Token representing operator. */
482     operation_type type;        /* Operation type representing operation. */
483     const char *name;           /* Name of operator. */
484   };
485
486 /* Attempts to match the current token against the tokens for the
487    OP_CNT operators in OPS[].  If successful, returns true
488    and, if OPERATOR is non-null, sets *OPERATOR to the operator.
489    On failure, returns false and, if OPERATOR is non-null, sets
490    *OPERATOR to a null pointer. */
491 static bool
492 match_operator (struct lexer *lexer, const struct operator ops[], size_t op_cnt,
493                 const struct operator **operator) 
494 {
495   const struct operator *op;
496
497   for (op = ops; op < ops + op_cnt; op++)
498     {
499       if (op->token == '-')
500         lex_negative_to_dash (lexer);
501       if (lex_match (lexer, op->token)) 
502         {
503           if (operator != NULL)
504             *operator = op;
505           return true;
506         }
507     }
508   if (operator != NULL)
509     *operator = NULL;
510   return false;
511 }
512
513 static bool
514 check_operator (const struct operator *op, int arg_cnt, atom_type arg_type) 
515 {
516   const struct operation *o;
517   size_t i;
518
519   assert (op != NULL);
520   o = &operations[op->type];
521   assert (o->arg_cnt == arg_cnt);
522   assert ((o->flags & OPF_ARRAY_OPERAND) == 0);
523   for (i = 0; i < arg_cnt; i++) 
524     assert (is_compatible (arg_type, o->args[i]));
525   return true;
526 }
527
528 static bool
529 check_binary_operators (const struct operator ops[], size_t op_cnt,
530                         atom_type arg_type)
531 {
532   size_t i;
533
534   for (i = 0; i < op_cnt; i++)
535     check_operator (&ops[i], 2, arg_type);
536   return true;
537 }
538
539 static atom_type
540 get_operand_type (const struct operator *op) 
541 {
542   return operations[op->type].args[0];
543 }
544
545 /* Parses a chain of left-associative operator/operand pairs.
546    There are OP_CNT operators, specified in OPS[].  The
547    operators' operands must all be the same type.  The next
548    higher level is parsed by PARSE_NEXT_LEVEL.  If CHAIN_WARNING
549    is non-null, then it will be issued as a warning if more than
550    one operator/operand pair is parsed. */
551 static union any_node *
552 parse_binary_operators (struct lexer *lexer, struct expression *e, union any_node *node,
553                         const struct operator ops[], size_t op_cnt,
554                         parse_recursively_func *parse_next_level,
555                         const char *chain_warning)
556 {
557   atom_type operand_type = get_operand_type (&ops[0]);
558   int op_count;
559   const struct operator *operator;
560
561   assert (check_binary_operators (ops, op_cnt, operand_type));
562   if (node == NULL)
563     return node;
564
565   for (op_count = 0; match_operator (lexer, ops, op_cnt, &operator); op_count++)
566     {
567       union any_node *rhs;
568
569       /* Convert the left-hand side to type OPERAND_TYPE. */
570       if (!type_coercion (e, operand_type, &node, operator->name))
571         return NULL;
572
573       /* Parse the right-hand side and coerce to type
574          OPERAND_TYPE. */
575       rhs = parse_next_level (lexer, e);
576       if (!type_coercion (e, operand_type, &rhs, operator->name))
577         return NULL;
578       node = expr_allocate_binary (e, operator->type, node, rhs);
579     }
580
581   if (op_count > 1 && chain_warning != NULL)
582     msg (SW, chain_warning);
583
584   return node;
585 }
586
587 static union any_node *
588 parse_inverting_unary_operator (struct lexer *lexer, struct expression *e,
589                                 const struct operator *op,
590                                 parse_recursively_func *parse_next_level) 
591 {
592   union any_node *node;
593   unsigned op_count;
594
595   check_operator (op, 1, get_operand_type (op));
596
597   op_count = 0;
598   while (match_operator (lexer, op, 1, NULL))
599     op_count++;
600
601   node = parse_next_level (lexer, e);
602   if (op_count > 0
603       && type_coercion (e, get_operand_type (op), &node, op->name)
604       && op_count % 2 != 0)
605     return expr_allocate_unary (e, op->type, node);
606   else
607     return node;
608 }
609
610 /* Parses the OR level. */
611 static union any_node *
612 parse_or (struct lexer *lexer, struct expression *e)
613 {
614   static const struct operator op = 
615     { T_OR, OP_OR, "logical disjunction (\"OR\")" };
616   
617   return parse_binary_operators (lexer, e, parse_and (lexer, e), &op, 1, parse_and, NULL);
618 }
619
620 /* Parses the AND level. */
621 static union any_node *
622 parse_and (struct lexer *lexer, struct expression *e)
623 {
624   static const struct operator op = 
625     { T_AND, OP_AND, "logical conjunction (\"AND\")" };
626   
627   return parse_binary_operators (lexer, e, parse_not (lexer, e), 
628                                  &op, 1, parse_not, NULL);
629 }
630
631 /* Parses the NOT level. */
632 static union any_node *
633 parse_not (struct lexer *lexer, struct expression *e)
634 {
635   static const struct operator op
636     = { T_NOT, OP_NOT, "logical negation (\"NOT\")" };
637   return parse_inverting_unary_operator (lexer, e, &op, parse_rel);
638 }
639
640 /* Parse relational operators. */
641 static union any_node *
642 parse_rel (struct lexer *lexer, struct expression *e)
643 {
644   const char *chain_warning = 
645     _("Chaining relational operators (e.g. \"a < b < c\") will "
646       "not produce the mathematically expected result.  "
647       "Use the AND logical operator to fix the problem "
648       "(e.g. \"a < b AND b < c\").  "
649       "If chaining is really intended, parentheses will disable "
650       "this warning (e.g. \"(a < b) < c\".)");
651
652   union any_node *node = parse_add (lexer, e);
653
654   if (node == NULL)
655     return NULL;
656   
657   switch (expr_node_returns (node)) 
658     {
659     case OP_number:
660     case OP_boolean: 
661       {
662         static const struct operator ops[] =
663           {
664             { '=', OP_EQ, "numeric equality (\"=\")" },
665             { T_EQ, OP_EQ, "numeric equality (\"EQ\")" },
666             { T_GE, OP_GE, "numeric greater-than-or-equal-to (\">=\")" },
667             { T_GT, OP_GT, "numeric greater than (\">\")" },
668             { T_LE, OP_LE, "numeric less-than-or-equal-to (\"<=\")" },
669             { T_LT, OP_LT, "numeric less than (\"<\")" },
670             { T_NE, OP_NE, "numeric inequality (\"<>\")" },
671           };
672
673         return parse_binary_operators (lexer, e, node, ops, 
674                                        sizeof ops / sizeof *ops,
675                                        parse_add, chain_warning);
676       }
677       
678     case OP_string:
679       {
680         static const struct operator ops[] =
681           {
682             { '=', OP_EQ_STRING, "string equality (\"=\")" },
683             { T_EQ, OP_EQ_STRING, "string equality (\"EQ\")" },
684             { T_GE, OP_GE_STRING, "string greater-than-or-equal-to (\">=\")" },
685             { T_GT, OP_GT_STRING, "string greater than (\">\")" },
686             { T_LE, OP_LE_STRING, "string less-than-or-equal-to (\"<=\")" },
687             { T_LT, OP_LT_STRING, "string less than (\"<\")" },
688             { T_NE, OP_NE_STRING, "string inequality (\"<>\")" },
689           };
690
691         return parse_binary_operators (lexer, e, node, ops, 
692                                        sizeof ops / sizeof *ops,
693                                        parse_add, chain_warning);
694       }
695       
696     default:
697       return node;
698     }
699 }
700
701 /* Parses the addition and subtraction level. */
702 static union any_node *
703 parse_add (struct lexer *lexer, struct expression *e)
704 {
705   static const struct operator ops[] = 
706     {
707       { '+', OP_ADD, "addition (\"+\")" },
708       { '-', OP_SUB, "subtraction (\"-\")" },
709     };
710   
711   return parse_binary_operators (lexer, e, parse_mul (lexer, e),
712                                  ops, sizeof ops / sizeof *ops,
713                                  parse_mul, NULL);
714 }
715
716 /* Parses the multiplication and division level. */
717 static union any_node *
718 parse_mul (struct lexer *lexer, struct expression *e)
719 {
720   static const struct operator ops[] = 
721     {
722       { '*', OP_MUL, "multiplication (\"*\")" },
723       { '/', OP_DIV, "division (\"/\")" },
724     };
725   
726   return parse_binary_operators (lexer, e, parse_neg (lexer, e),
727                                  ops, sizeof ops / sizeof *ops,
728                                  parse_neg, NULL);
729 }
730
731 /* Parses the unary minus level. */
732 static union any_node *
733 parse_neg (struct lexer *lexer, struct expression *e)
734 {
735   static const struct operator op = { '-', OP_NEG, "negation (\"-\")" };
736   return parse_inverting_unary_operator (lexer, e, &op, parse_exp);
737 }
738
739 static union any_node *
740 parse_exp (struct lexer *lexer, struct expression *e)
741 {
742   static const struct operator op = 
743     { T_EXP, OP_POW, "exponentiation (\"**\")" };
744   
745   const char *chain_warning = 
746     _("The exponentiation operator (\"**\") is left-associative, "
747       "even though right-associative semantics are more useful.  "
748       "That is, \"a**b**c\" equals \"(a**b)**c\", not as \"a**(b**c)\".  "
749       "To disable this warning, insert parentheses.");
750
751   return parse_binary_operators (lexer, e, parse_primary (lexer, e), &op, 1,
752                                  parse_primary, chain_warning);
753 }
754
755 /* Parses system variables. */
756 static union any_node *
757 parse_sysvar (struct lexer *lexer, struct expression *e)
758 {
759   if (lex_match_id (lexer, "$CASENUM"))
760     return expr_allocate_nullary (e, OP_CASENUM);
761   else if (lex_match_id (lexer, "$DATE"))
762     {
763       static const char *months[12] =
764         {
765           "JAN", "FEB", "MAR", "APR", "MAY", "JUN",
766           "JUL", "AUG", "SEP", "OCT", "NOV", "DEC",
767         };
768
769       time_t last_proc_time = time_of_last_procedure (e->ds);
770       struct tm *time;
771       char temp_buf[10];
772
773       time = localtime (&last_proc_time);
774       sprintf (temp_buf, "%02d %s %02d", abs (time->tm_mday) % 100,
775                months[abs (time->tm_mon) % 12], abs (time->tm_year) % 100);
776
777       return expr_allocate_string_buffer (e, temp_buf, strlen (temp_buf));
778     }
779   else if (lex_match_id (lexer, "$TRUE"))
780     return expr_allocate_boolean (e, 1.0);
781   else if (lex_match_id (lexer, "$FALSE"))
782     return expr_allocate_boolean (e, 0.0);
783   else if (lex_match_id (lexer, "$SYSMIS"))
784     return expr_allocate_number (e, SYSMIS);
785   else if (lex_match_id (lexer, "$JDATE"))
786     {
787       time_t time = time_of_last_procedure (e->ds);
788       struct tm *tm = localtime (&time);
789       return expr_allocate_number (e, expr_ymd_to_ofs (tm->tm_year + 1900,
790                                                        tm->tm_mon + 1,
791                                                        tm->tm_mday));
792     }
793   else if (lex_match_id (lexer, "$TIME"))
794     {
795       time_t time = time_of_last_procedure (e->ds);
796       struct tm *tm = localtime (&time);
797       return expr_allocate_number (e,
798                                    expr_ymd_to_date (tm->tm_year + 1900,
799                                                      tm->tm_mon + 1,
800                                                      tm->tm_mday)
801                                    + tm->tm_hour * 60 * 60.
802                                    + tm->tm_min * 60.
803                                    + tm->tm_sec);
804     }
805   else if (lex_match_id (lexer, "$LENGTH"))
806     return expr_allocate_number (e, get_viewlength ());
807   else if (lex_match_id (lexer, "$WIDTH"))
808     return expr_allocate_number (e, get_viewwidth ());
809   else
810     {
811       msg (SE, _("Unknown system variable %s."), lex_tokid (lexer));
812       return NULL;
813     }
814 }
815
816 /* Parses numbers, varnames, etc. */
817 static union any_node *
818 parse_primary (struct lexer *lexer, struct expression *e)
819 {
820   switch (lex_token (lexer))
821     {
822     case T_ID:
823       if (lex_look_ahead (lexer) == '(') 
824         {
825           /* An identifier followed by a left parenthesis may be
826              a vector element reference.  If not, it's a function
827              call. */
828           if (e->ds != NULL && dict_lookup_vector (dataset_dict (e->ds), lex_tokid (lexer)) != NULL) 
829             return parse_vector_element (lexer, e);
830           else
831             return parse_function (lexer, e);
832         }
833       else if (lex_tokid (lexer)[0] == '$')
834         {
835           /* $ at the beginning indicates a system variable. */
836           return parse_sysvar (lexer, e);
837         }
838       else if (e->ds != NULL && dict_lookup_var (dataset_dict (e->ds), lex_tokid (lexer)))
839         {
840           /* It looks like a user variable.
841              (It could be a format specifier, but we'll assume
842              it's a variable unless proven otherwise. */
843           return allocate_unary_variable (e, parse_variable (lexer, dataset_dict (e->ds)));
844         }
845       else 
846         {
847           /* Try to parse it as a format specifier. */
848           struct fmt_spec fmt;
849           bool ok;
850           
851           msg_disable ();
852           ok = parse_format_specifier (lexer, &fmt);
853           msg_enable ();
854
855           if (ok)
856             return expr_allocate_format (e, &fmt);
857
858           /* All attempts failed. */
859           msg (SE, _("Unknown identifier %s."), lex_tokid (lexer));
860           return NULL;
861         }
862       break;
863       
864     case T_POS_NUM: 
865     case T_NEG_NUM: 
866       {
867         union any_node *node = expr_allocate_number (e, lex_tokval (lexer) );
868         lex_get (lexer);
869         return node; 
870       }
871
872     case T_STRING:
873       {
874         union any_node *node = expr_allocate_string_buffer (
875           e, ds_cstr (lex_tokstr (lexer) ), ds_length (lex_tokstr (lexer) ));
876         lex_get (lexer);
877         return node;
878       }
879
880     case '(':
881       {
882         union any_node *node;
883         lex_get (lexer);
884         node = parse_or (lexer, e);
885         if (node != NULL && !lex_match (lexer, ')'))
886           {
887             lex_error (lexer, _("expecting `)'"));
888             return NULL;
889           }
890         return node;
891       }
892
893     default:
894       lex_error (lexer, _("in expression"));
895       return NULL;
896     }
897 }
898
899 static union any_node *
900 parse_vector_element (struct lexer *lexer, struct expression *e)
901 {
902   const struct vector *vector;
903   union any_node *element;
904
905   /* Find vector, skip token.
906      The caller must already have verified that the current token
907      is the name of a vector. */
908   vector = dict_lookup_vector (dataset_dict (e->ds), lex_tokid (lexer));
909   assert (vector != NULL);
910   lex_get (lexer);
911
912   /* Skip left parenthesis token.
913      The caller must have verified that the lookahead is a left
914      parenthesis. */
915   assert (lex_token (lexer) == '(');
916   lex_get (lexer);
917
918   element = parse_or (lexer, e);
919   if (!type_coercion (e, OP_number, &element, "vector indexing")
920       || !lex_match (lexer, ')'))
921     return NULL;
922
923   return expr_allocate_binary (e, (vector_get_type (vector) == VAR_NUMERIC
924                                    ? OP_VEC_ELEM_NUM : OP_VEC_ELEM_STR),
925                                element, expr_allocate_vector (e, vector));
926 }
927 \f
928 /* Individual function parsing. */
929
930 const struct operation operations[OP_first + OP_cnt] = {
931 #include "parse.inc"
932 };
933     
934 static bool
935 word_matches (const char **test, const char **name) 
936 {
937   size_t test_len = strcspn (*test, ".");
938   size_t name_len = strcspn (*name, ".");
939   if (test_len == name_len) 
940     {
941       if (buf_compare_case (*test, *name, test_len))
942         return false;
943     }
944   else if (test_len < 3 || test_len > name_len)
945     return false;
946   else 
947     {
948       if (buf_compare_case (*test, *name, test_len))
949         return false;
950     }
951
952   *test += test_len;
953   *name += name_len;
954   if (**test != **name)
955     return false;
956
957   if (**test == '.')
958     {
959       (*test)++;
960       (*name)++;
961     }
962   return true;
963 }
964
965 static int
966 compare_names (const char *test, const char *name, bool abbrev_ok) 
967 {
968   if (!abbrev_ok)
969     return true;
970   
971   for (;;) 
972     {
973       if (!word_matches (&test, &name))
974         return true;
975       if (*name == '\0' && *test == '\0')
976         return false;
977     }
978 }
979
980 static int
981 compare_strings (const char *test, const char *name, bool abbrev_ok UNUSED)
982 {
983   return strcasecmp (test, name);
984 }
985
986 static bool
987 lookup_function_helper (const char *name,
988                         int (*compare) (const char *test, const char *name,
989                                         bool abbrev_ok),
990                         const struct operation **first,
991                         const struct operation **last)
992 {
993   const struct operation *f;
994   
995   for (f = operations + OP_function_first;
996        f <= operations + OP_function_last; f++) 
997     if (!compare (name, f->name, !(f->flags & OPF_NO_ABBREV))) 
998       {
999         *first = f;
1000
1001         while (f <= operations + OP_function_last
1002                && !compare (name, f->name, !(f->flags & OPF_NO_ABBREV)))
1003           f++;
1004         *last = f;
1005
1006         return true;
1007       }  
1008
1009   return false;
1010 }
1011
1012 static bool
1013 lookup_function (const char *name,
1014                  const struct operation **first,
1015                  const struct operation **last) 
1016 {
1017   *first = *last = NULL;
1018   return (lookup_function_helper (name, compare_strings, first, last)
1019           || lookup_function_helper (name, compare_names, first, last));
1020 }
1021
1022 static int
1023 extract_min_valid (char *s) 
1024 {
1025   char *p = strrchr (s, '.');
1026   if (p == NULL
1027       || p[1] < '0' || p[1] > '9'
1028       || strspn (p + 1, "0123456789") != strlen (p + 1))
1029     return -1;
1030   *p = '\0';
1031   return atoi (p + 1);
1032 }
1033
1034 static atom_type
1035 function_arg_type (const struct operation *f, size_t arg_idx) 
1036 {
1037   assert (arg_idx < f->arg_cnt || (f->flags & OPF_ARRAY_OPERAND));
1038
1039   return f->args[arg_idx < f->arg_cnt ? arg_idx : f->arg_cnt - 1];
1040 }
1041
1042 static bool
1043 match_function (union any_node **args, int arg_cnt, const struct operation *f)
1044 {
1045   size_t i;
1046
1047   if (arg_cnt < f->arg_cnt
1048       || (arg_cnt > f->arg_cnt && (f->flags & OPF_ARRAY_OPERAND) == 0)
1049       || arg_cnt - (f->arg_cnt - 1) < f->array_min_elems)
1050     return false;
1051
1052   for (i = 0; i < arg_cnt; i++)
1053     if (!is_coercible (function_arg_type (f, i), &args[i]))
1054       return false; 
1055
1056   return true;
1057 }
1058
1059 static void
1060 coerce_function_args (struct expression *e, const struct operation *f,
1061                       union any_node **args, size_t arg_cnt) 
1062 {
1063   int i;
1064   
1065   for (i = 0; i < arg_cnt; i++)
1066     type_coercion_assert (e, function_arg_type (f, i), &args[i]);
1067 }
1068
1069 static bool
1070 validate_function_args (const struct operation *f, int arg_cnt, int min_valid) 
1071 {
1072   int array_arg_cnt = arg_cnt - (f->arg_cnt - 1);
1073   if (array_arg_cnt < f->array_min_elems) 
1074     {
1075       msg (SE, _("%s must have at least %d arguments in list."),
1076            f->prototype, f->array_min_elems);
1077       return false;
1078     }
1079
1080   if ((f->flags & OPF_ARRAY_OPERAND)
1081       && array_arg_cnt % f->array_granularity != 0) 
1082     {
1083       if (f->array_granularity == 2)
1084         msg (SE, _("%s must have even number of arguments in list."),
1085              f->prototype);
1086       else
1087         msg (SE, _("%s must have multiple of %d arguments in list."),
1088              f->prototype, f->array_granularity);
1089       return false;
1090     }
1091   
1092   if (min_valid != -1) 
1093     {
1094       if (f->array_min_elems == 0) 
1095         {
1096           assert ((f->flags & OPF_MIN_VALID) == 0);
1097           msg (SE, _("%s function does not accept a minimum valid "
1098                      "argument count."), f->prototype);
1099           return false;
1100         }
1101       else 
1102         {
1103           assert (f->flags & OPF_MIN_VALID);
1104           if (array_arg_cnt < f->array_min_elems)
1105             {
1106               msg (SE, _("%s requires at least %d valid arguments in list."),
1107                    f->prototype, f->array_min_elems);
1108               return false;
1109             }
1110           else if (min_valid > array_arg_cnt) 
1111             {
1112               msg (SE, _("With %s, "
1113                          "using minimum valid argument count of %d "
1114                          "does not make sense when passing only %d "
1115                          "arguments in list."),
1116                    f->prototype, min_valid, array_arg_cnt);
1117               return false;
1118             }
1119         }
1120     }
1121
1122   return true;
1123 }
1124
1125 static void
1126 add_arg (union any_node ***args, int *arg_cnt, int *arg_cap,
1127          union any_node *arg)
1128 {
1129   if (*arg_cnt >= *arg_cap) 
1130     {
1131       *arg_cap += 8;
1132       *args = xrealloc (*args, sizeof **args * *arg_cap);
1133     }
1134
1135   (*args)[(*arg_cnt)++] = arg;
1136 }
1137
1138 static void
1139 put_invocation (struct string *s,
1140                 const char *func_name, union any_node **args, size_t arg_cnt) 
1141 {
1142   size_t i;
1143
1144   ds_put_format (s, "%s(", func_name);
1145   for (i = 0; i < arg_cnt; i++)
1146     {
1147       if (i > 0)
1148         ds_put_cstr (s, ", ");
1149       ds_put_cstr (s, operations[expr_node_returns (args[i])].prototype);
1150     }
1151   ds_put_char (s, ')');
1152 }
1153
1154 static void
1155 no_match (const char *func_name,
1156           union any_node **args, size_t arg_cnt,
1157           const struct operation *first, const struct operation *last) 
1158 {
1159   struct string s;
1160   const struct operation *f;
1161
1162   ds_init_empty (&s);
1163
1164   if (last - first == 1) 
1165     {
1166       ds_put_format (&s, _("Type mismatch invoking %s as "), first->prototype);
1167       put_invocation (&s, func_name, args, arg_cnt);
1168     }
1169   else 
1170     {
1171       ds_put_cstr (&s, _("Function invocation "));
1172       put_invocation (&s, func_name, args, arg_cnt);
1173       ds_put_cstr (&s, _(" does not match any known function.  Candidates are:"));
1174
1175       for (f = first; f < last; f++)
1176         ds_put_format (&s, "\n%s", f->prototype);
1177     }
1178   ds_put_char (&s, '.');
1179
1180   msg (SE, "%s", ds_cstr (&s));
1181     
1182   ds_destroy (&s);
1183 }
1184
1185 static union any_node *
1186 parse_function (struct lexer *lexer, struct expression *e)
1187 {
1188   int min_valid;
1189   const struct operation *f, *first, *last;
1190
1191   union any_node **args = NULL;
1192   int arg_cnt = 0;
1193   int arg_cap = 0;
1194
1195   struct string func_name;
1196
1197   union any_node *n;
1198
1199   ds_init_string (&func_name, lex_tokstr (lexer));
1200   min_valid = extract_min_valid (ds_cstr (lex_tokstr (lexer)));
1201   if (!lookup_function (ds_cstr (lex_tokstr (lexer)), &first, &last)) 
1202     {
1203       msg (SE, _("No function or vector named %s."), ds_cstr (lex_tokstr (lexer)));
1204       ds_destroy (&func_name);
1205       return NULL;
1206     }
1207
1208   lex_get (lexer);
1209   if (!lex_force_match (lexer, '(')) 
1210     {
1211       ds_destroy (&func_name);
1212       return NULL; 
1213     }
1214   
1215   args = NULL;
1216   arg_cnt = arg_cap = 0;
1217   if (lex_token (lexer) != ')')
1218     for (;;)
1219       {
1220         if (lex_token (lexer) == T_ID && lex_look_ahead (lexer) == 'T')
1221           {
1222             struct variable **vars;
1223             size_t var_cnt;
1224             size_t i;
1225
1226             if (!parse_variables (lexer, dataset_dict (e->ds), &vars, &var_cnt, PV_SINGLE))
1227               goto fail;
1228             for (i = 0; i < var_cnt; i++)
1229               add_arg (&args, &arg_cnt, &arg_cap,
1230                        allocate_unary_variable (e, vars[i]));
1231             free (vars);
1232           }
1233         else
1234           {
1235             union any_node *arg = parse_or (lexer, e);
1236             if (arg == NULL)
1237               goto fail;
1238
1239             add_arg (&args, &arg_cnt, &arg_cap, arg);
1240           }
1241         if (lex_match (lexer, ')'))
1242           break;
1243         else if (!lex_match (lexer, ','))
1244           {
1245             lex_error (lexer, _("expecting `,' or `)' invoking %s function"),
1246                        first->name);
1247             goto fail;
1248           }
1249       }
1250
1251   for (f = first; f < last; f++)
1252     if (match_function (args, arg_cnt, f))
1253       break;
1254   if (f >= last) 
1255     {
1256       no_match (ds_cstr (&func_name), args, arg_cnt, first, last);
1257       goto fail;
1258     }
1259
1260   coerce_function_args (e, f, args, arg_cnt);
1261   if (!validate_function_args (f, arg_cnt, min_valid))
1262     goto fail;
1263
1264   if ((f->flags & OPF_EXTENSION) && get_syntax () == COMPATIBLE)
1265     msg (SW, _("%s is a PSPP extension."), f->prototype);
1266   if (f->flags & OPF_UNIMPLEMENTED) 
1267     {
1268       msg (SE, _("%s is not yet implemented."), f->prototype);
1269       goto fail;
1270     }
1271   if ((f->flags & OPF_PERM_ONLY) && 
1272       proc_in_temporary_transformations (e->ds)) 
1273     {
1274       msg (SE, _("%s may not appear after TEMPORARY."), f->prototype);
1275       goto fail;
1276     }
1277   
1278   n = expr_allocate_composite (e, f - operations, args, arg_cnt);
1279   n->composite.min_valid = min_valid != -1 ? min_valid : f->array_min_elems; 
1280
1281   if (n->type == OP_LAG_Vn || n->type == OP_LAG_Vs) 
1282     {
1283       if (dataset_n_lag (e->ds) < 1)
1284         dataset_set_n_lag (e->ds, 1);
1285     }
1286   else if (n->type == OP_LAG_Vnn || n->type == OP_LAG_Vsn)
1287     {
1288       int n_before;
1289       assert (n->composite.arg_cnt == 2);
1290       assert (n->composite.args[1]->type == OP_pos_int);
1291       n_before = n->composite.args[1]->integer.i;
1292       if ( dataset_n_lag (e->ds) < n_before)
1293         dataset_set_n_lag (e->ds, n_before);
1294     }
1295   
1296   free (args);
1297   ds_destroy (&func_name);
1298   return n;
1299
1300 fail:
1301   free (args);
1302   ds_destroy (&func_name);
1303   return NULL;
1304 }
1305 \f
1306 /* Utility functions. */
1307
1308 static struct expression *
1309 expr_create (struct dataset *ds)
1310 {
1311   struct pool *pool = pool_create ();
1312   struct expression *e = pool_alloc (pool, sizeof *e);
1313   e->expr_pool = pool;
1314   e->ds = ds;
1315   e->eval_pool = pool_create_subpool (e->expr_pool);
1316   e->ops = NULL;
1317   e->op_types = NULL;
1318   e->op_cnt = e->op_cap = 0;
1319   return e;
1320 }
1321
1322 atom_type
1323 expr_node_returns (const union any_node *n)
1324 {
1325   assert (n != NULL);
1326   assert (is_operation (n->type));
1327   if (is_atom (n->type)) 
1328     return n->type;
1329   else if (is_composite (n->type))
1330     return operations[n->type].returns;
1331   else
1332     NOT_REACHED ();
1333 }
1334
1335 static const char *
1336 atom_type_name (atom_type type)
1337 {
1338   assert (is_atom (type));
1339   return operations[type].name;
1340 }
1341
1342 union any_node *
1343 expr_allocate_nullary (struct expression *e, operation_type op)
1344 {
1345   return expr_allocate_composite (e, op, NULL, 0);
1346 }
1347
1348 union any_node *
1349 expr_allocate_unary (struct expression *e, operation_type op,
1350                      union any_node *arg0)
1351 {
1352   return expr_allocate_composite (e, op, &arg0, 1);
1353 }
1354
1355 union any_node *
1356 expr_allocate_binary (struct expression *e, operation_type op,
1357                       union any_node *arg0, union any_node *arg1)
1358 {
1359   union any_node *args[2];
1360   args[0] = arg0;
1361   args[1] = arg1;
1362   return expr_allocate_composite (e, op, args, 2);
1363 }
1364
1365 static bool
1366 is_valid_node (union any_node *n) 
1367 {
1368   const struct operation *op;
1369   size_t i;
1370   
1371   assert (n != NULL);
1372   assert (is_operation (n->type));
1373   op = &operations[n->type];
1374   
1375   if (!is_atom (n->type))
1376     {
1377       struct composite_node *c = &n->composite;
1378       
1379       assert (is_composite (n->type));
1380       assert (c->arg_cnt >= op->arg_cnt);
1381       for (i = 0; i < op->arg_cnt; i++) 
1382         assert (is_compatible (op->args[i], expr_node_returns (c->args[i])));
1383       if (c->arg_cnt > op->arg_cnt && !is_operator (n->type)) 
1384         {
1385           assert (op->flags & OPF_ARRAY_OPERAND);
1386           for (i = 0; i < c->arg_cnt; i++)
1387             assert (is_compatible (op->args[op->arg_cnt - 1],
1388                                    expr_node_returns (c->args[i])));
1389         }
1390     }
1391
1392   return true; 
1393 }
1394
1395 union any_node *
1396 expr_allocate_composite (struct expression *e, operation_type op,
1397                          union any_node **args, size_t arg_cnt)
1398 {
1399   union any_node *n;
1400   size_t i;
1401
1402   n = pool_alloc (e->expr_pool, sizeof n->composite);
1403   n->type = op;
1404   n->composite.arg_cnt = arg_cnt;
1405   n->composite.args = pool_alloc (e->expr_pool,
1406                                   sizeof *n->composite.args * arg_cnt);
1407   for (i = 0; i < arg_cnt; i++) 
1408     {
1409       if (args[i] == NULL)
1410         return NULL;
1411       n->composite.args[i] = args[i];
1412     }
1413   memcpy (n->composite.args, args, sizeof *n->composite.args * arg_cnt);
1414   n->composite.min_valid = 0;
1415   assert (is_valid_node (n));
1416   return n;
1417 }
1418
1419 union any_node *
1420 expr_allocate_number (struct expression *e, double d)
1421 {
1422   union any_node *n = pool_alloc (e->expr_pool, sizeof n->number);
1423   n->type = OP_number;
1424   n->number.n = d;
1425   return n;
1426 }
1427
1428 union any_node *
1429 expr_allocate_boolean (struct expression *e, double b)
1430 {
1431   union any_node *n = pool_alloc (e->expr_pool, sizeof n->number);
1432   assert (b == 0.0 || b == 1.0 || b == SYSMIS);
1433   n->type = OP_boolean;
1434   n->number.n = b;
1435   return n;
1436 }
1437
1438 union any_node *
1439 expr_allocate_integer (struct expression *e, int i)
1440 {
1441   union any_node *n = pool_alloc (e->expr_pool, sizeof n->integer);
1442   n->type = OP_integer;
1443   n->integer.i = i;
1444   return n;
1445 }
1446
1447 union any_node *
1448 expr_allocate_pos_int (struct expression *e, int i)
1449 {
1450   union any_node *n = pool_alloc (e->expr_pool, sizeof n->integer);
1451   assert (i > 0);
1452   n->type = OP_pos_int;
1453   n->integer.i = i;
1454   return n;
1455 }
1456
1457 union any_node *
1458 expr_allocate_vector (struct expression *e, const struct vector *vector)
1459 {
1460   union any_node *n = pool_alloc (e->expr_pool, sizeof n->vector);
1461   n->type = OP_vector;
1462   n->vector.v = vector;
1463   return n;
1464 }
1465
1466 union any_node *
1467 expr_allocate_string_buffer (struct expression *e,
1468                              const char *string, size_t length)
1469 {
1470   union any_node *n = pool_alloc (e->expr_pool, sizeof n->string);
1471   n->type = OP_string;
1472   if (length > MAX_STRING)
1473     length = MAX_STRING;
1474   n->string.s = copy_string (e, string, length);
1475   return n;
1476 }
1477
1478 union any_node *
1479 expr_allocate_string (struct expression *e, struct substring s)
1480 {
1481   union any_node *n = pool_alloc (e->expr_pool, sizeof n->string);
1482   n->type = OP_string;
1483   n->string.s = s;
1484   return n;
1485 }
1486
1487 union any_node *
1488 expr_allocate_variable (struct expression *e, struct variable *v)
1489 {
1490   union any_node *n = pool_alloc (e->expr_pool, sizeof n->variable);
1491   n->type = var_is_numeric (v) ? OP_num_var : OP_str_var;
1492   n->variable.v = v;
1493   return n;
1494 }
1495
1496 union any_node *
1497 expr_allocate_format (struct expression *e, const struct fmt_spec *format)
1498 {
1499   union any_node *n = pool_alloc (e->expr_pool, sizeof n->format);
1500   n->type = OP_format;
1501   n->format.f = *format;
1502   return n;
1503 }
1504
1505 /* Allocates a unary composite node that represents the value of
1506    variable V in expression E. */
1507 static union any_node *
1508 allocate_unary_variable (struct expression *e, struct variable *v) 
1509 {
1510   assert (v != NULL);
1511   return expr_allocate_unary (e, var_is_numeric (v) ? OP_NUM_VAR : OP_STR_VAR,
1512                               expr_allocate_variable (e, v));
1513 }