ginsh/ginsh_parser.yy

   1 /** @file ginsh_parser.yy
   2  *
   3  *  Input grammar definition for ginsh.
   4  *  This file must be processed with yacc/bison. */
   5
   6 /*
   7  *  GiNaC Copyright (C) 1999-2003 Johannes Gutenberg University Mainz, Germany
   8  *
   9  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  10  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
  11  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  12  *  (at your option) any later version.
  13  *
  14  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  15  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  17  *  GNU General Public License for more details.
  18  *
  19  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  20  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  21  *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  22  */
  23
  24
  25 /*
  26  *  Definitions
  27  */
  28
  29 %{
  30 #include "config.h"
  31
  32 #include <sys/resource.h>
  33
  34 #if HAVE_UNISTD_H
  35 #include <sys/types.h>
  36 #include <unistd.h>
  37 #endif
  38
  39 #include <stdexcept>
  40
  41 #include "ginsh.h"
  42
  43 #define YYERROR_VERBOSE 1
  44
  45 // Original readline settings
  46 static int orig_completion_append_character;
  47 #if (GINAC_RL_VERSION_MAJOR < 4) || (GINAC_RL_VERSION_MAJOR == 4 && GINAC_RL_VERSION_MINOR < 2)
  48 static char *orig_basic_word_break_characters;
  49 #else
  50 static const char *orig_basic_word_break_characters;
  51 #endif
  52
  53 // Expression stack for %, %% and %%%
  54 static void push(const ex &e);
  55 static ex exstack[3];
  56
  57 // Start and end time for the time() function
  58 static struct rusage start_time, end_time;
  59
  60 // Table of functions (a multimap, because one function may appear with different
  61 // numbers of parameters)
  62 typedef ex (*fcnp)(const exprseq &e);
  63 typedef ex (*fcnp2)(const exprseq &e, int serial);
  64
  65 struct fcn_desc {
  66         fcn_desc() : p(NULL), num_params(0), is_ginac(false), serial(0) {}
  67         fcn_desc(fcnp func, int num) : p(func), num_params(num), is_ginac(false), serial(0) {}
  68         fcn_desc(fcnp2 func, int num, int ser) : p((fcnp)func), num_params(num), is_ginac(true), serial(ser) {}
  69
  70         fcnp p;         // Pointer to function
  71         int num_params; // Number of parameters (0 = arbitrary)
  72         bool is_ginac;  // Flag: function is GiNaC function
  73         int serial;     // GiNaC function serial number (if is_ginac == true)
  74 };
  75
  76 typedef multimap<string, fcn_desc> fcn_tab;
  77 static fcn_tab fcns;
  78
  79 static fcn_tab::const_iterator find_function(const ex &sym, int req_params);
  80
  81 // Table to map help topics to help strings
  82 typedef multimap<string, string> help_tab;
  83 static help_tab help;
  84
  85 static void insert_fcn_help(const char *name, const char *str);
  86 static void print_help(const string &topic);
  87 static void print_help_topics(void);
  88 %}
  89
  90 /* Tokens (T_LITERAL means a literal value returned by the parser, but not
  91    of class numeric or symbol (e.g. a constant or the FAIL object)) */
  92 %token T_NUMBER T_SYMBOL T_LITERAL T_DIGITS T_QUOTE T_QUOTE2 T_QUOTE3
  93 %token T_EQUAL T_NOTEQ T_LESSEQ T_GREATEREQ
  94
  95 %token T_QUIT T_WARRANTY T_PRINT T_IPRINT T_PRINTLATEX T_PRINTCSRC T_TIME
  96 %token T_XYZZY T_INVENTORY T_LOOK T_SCORE
  97
  98 /* Operator precedence and associativity */
  99 %right '='
 100 %left T_EQUAL T_NOTEQ
 101 %left '<' '>' T_LESSEQ T_GREATEREQ
 102 %left '+' '-'
 103 %left '*' '/'
 104 %nonassoc NEG
 105 %right '^'
 106 %nonassoc '!'
 107
 108 %start input
 109
 110
 111 /*
 112  *  Grammar rules
 113  */
 114
 115 %%
 116 input   : /* empty */
 117         | input line
 118         ;
 119
 120 line    : ';'
 121         | exp ';' {
 122                 try {
 123                         cout << $1 << endl;
 124                         push($1);
 125                 } catch (exception &e) {
 126                         cerr << e.what() << endl;
 127                         YYERROR;
 128                 }
 129         }
 130         | exp ':' {
 131                 try {
 132                         push($1);
 133                 } catch (exception &e) {
 134                         std::cerr << e.what() << endl;
 135                         YYERROR;
 136                 }
 137         }
 138         | T_PRINT '(' exp ')' ';' {
 139                 try {
 140                         $3.print(print_tree(std::cout));
 141                 } catch (exception &e) {
 142                         std::cerr << e.what() << endl;
 143                         YYERROR;
 144                 }
 145         }
 146         | T_IPRINT '(' exp ')' ';' {
 147                 try {
 148                         ex e = $3;
 149                         if (!e.info(info_flags::integer))
 150                                 throw (std::invalid_argument("argument to iprint() must be an integer"));
 151                         long i = ex_to<numeric>(e).to_long();
 152                         cout << i << endl;
 153                         cout << "#o" << oct << i << endl;
 154                         cout << "#x" << hex << i << dec << endl;
 155                 } catch (exception &e) {
 156                         cerr << e.what() << endl;
 157                         YYERROR;
 158                 }
 159         }
 160         | T_PRINTLATEX '(' exp ')' ';' {
 161                 try {
 162                         $3.print(print_latex(std::cout)); cout << endl;
 163                 } catch (exception &e) {
 164                         std::cerr << e.what() << endl;
 165                         YYERROR;
 166                 }
 167         }
 168         | T_PRINTCSRC '(' exp ')' ';' {
 169                 try {
 170                         $3.print(print_csrc_double(std::cout)); cout << endl;
 171                 } catch (exception &e) {
 172                         std::cerr << e.what() << endl;
 173                         YYERROR;
 174                 }
 175         }
 176         | '?' T_SYMBOL          {print_help(ex_to<symbol>($2).get_name());}
 177         | '?' T_TIME            {print_help("time");}
 178         | '?' T_PRINT           {print_help("print");}
 179         | '?' T_IPRINT          {print_help("iprint");}
 180         | '?' T_PRINTLATEX      {print_help("print_latex");}
 181         | '?' T_PRINTCSRC       {print_help("print_csrc");}
 182         | '?' '?'               {print_help_topics();}
 183         | T_QUIT                {YYACCEPT;}
 184         | T_WARRANTY {
 185                 cout << "This program is free software; you can redistribute it and/or modify it under\n";
 186                 cout << "the terms of the GNU General Public License as published by the Free Software\n";
 187                 cout << "Foundation; either version 2 of the License, or (at your option) any later\n";
 188                 cout << "version.\n";
 189                 cout << "This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT\n";
 190                 cout << "ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS\n";
 191                 cout << "FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more\n";
 192                 cout << "details.\n";
 193                 cout << "You should have received a copy of the GNU General Public License along with\n";
 194                 cout << "this program. If not, write to the Free Software Foundation, 675 Mass Ave,\n";
 195                 cout << "Cambridge, MA 02139, USA.\n";
 196         }
 197         | T_XYZZY               {cout << "Nothing happens.\n";}
 198         | T_INVENTORY           {cout << "You're not carrying anything.\n";}
 199         | T_LOOK                {cout << "You're in a twisty little maze of passages, all alike.\n";}
 200         | T_SCORE {
 201                 cout << "If you were to quit now, you would score ";
 202                 cout << (syms.size() > 350 ? 350 : syms.size());
 203                 cout << " out of a possible 350.\n";
 204         }
 205         | T_TIME {getrusage(RUSAGE_SELF, &start_time);} '(' exp ')' {
 206                 getrusage(RUSAGE_SELF, &end_time);
 207                 cout << (end_time.ru_utime.tv_sec - start_time.ru_utime.tv_sec) +
 208                         (end_time.ru_stime.tv_sec - start_time.ru_stime.tv_sec) +
 209                          double(end_time.ru_utime.tv_usec - start_time.ru_utime.tv_usec) / 1e6 +
 210                          double(end_time.ru_stime.tv_usec - start_time.ru_stime.tv_usec) / 1e6 << 's' << endl;
 211         }
 212         | error ';'             {yyclearin; yyerrok;}
 213         | error ':'             {yyclearin; yyerrok;}
 214         ;
 215
 216 exp     : T_NUMBER              {$$ = $1;}
 217         | T_SYMBOL              {$$ = $1.eval();}
 218         | '\'' T_SYMBOL '\''    {$$ = $2;}
 219         | T_LITERAL             {$$ = $1;}
 220         | T_DIGITS              {$$ = $1;}
 221         | T_QUOTE               {$$ = exstack[0];}
 222         | T_QUOTE2              {$$ = exstack[1];}
 223         | T_QUOTE3              {$$ = exstack[2];}
 224         | T_SYMBOL '(' exprseq ')' {
 225                 fcn_tab::const_iterator i = find_function($1, $3.nops());
 226                 if (i->second.is_ginac) {
 227                         $$ = ((fcnp2)(i->second.p))(ex_to<exprseq>($3), i->second.serial);
 228                 } else {
 229                         $$ = (i->second.p)(ex_to<exprseq>($3));
 230                 }
 231         }
 232         | T_DIGITS '=' T_NUMBER {$$ = $3; Digits = ex_to<numeric>($3).to_int();}
 233         | T_SYMBOL '=' exp      {$$ = $3; const_cast<symbol&>(ex_to<symbol>($1)).assign($3);}
 234         | exp T_EQUAL exp       {$$ = $1 == $3;}
 235         | exp T_NOTEQ exp       {$$ = $1 != $3;}
 236         | exp '<' exp           {$$ = $1 < $3;}
 237         | exp T_LESSEQ exp      {$$ = $1 <= $3;}
 238         | exp '>' exp           {$$ = $1 > $3;}
 239         | exp T_GREATEREQ exp   {$$ = $1 >= $3;}
 240         | exp '+' exp           {$$ = $1 + $3;}
 241         | exp '-' exp           {$$ = $1 - $3;}
 242         | exp '*' exp           {$$ = $1 * $3;}
 243         | exp '/' exp           {$$ = $1 / $3;}
 244         | '-' exp %prec NEG     {$$ = -$2;}
 245         | '+' exp %prec NEG     {$$ = $2;}
 246         | exp '^' exp           {$$ = power($1, $3);}
 247         | exp '!'               {$$ = factorial($1);}
 248         | '(' exp ')'           {$$ = $2;}
 249         | '{' list_or_empty '}' {$$ = $2;}
 250         | '[' matrix ']'        {$$ = lst_to_matrix(ex_to<lst>($2));}
 251         ;
 252
 253 exprseq : exp                   {$$ = exprseq($1);}
 254         | exprseq ',' exp       {exprseq es(ex_to<exprseq>($1)); $$ = es.append($3);}
 255         ;
 256
 257 list_or_empty: /* empty */      {$$ = *new lst;}
 258         | list                  {$$ = $1;}
 259         ;
 260
 261 list    : exp                   {$$ = lst($1);}
 262         | list ',' exp          {lst l(ex_to<lst>($1)); $$ = l.append($3);}
 263         ;
 264
 265 matrix  : '[' row ']'           {$$ = lst($2);}
 266         | matrix ',' '[' row ']' {lst l(ex_to<lst>($1)); $$ = l.append($4);}
 267         ;
 268
 269 row     : exp                   {$$ = lst($1);}
 270         | row ',' exp           {lst l(ex_to<lst>($1)); $$ = l.append($3);}
 271         ;
 272
 273
 274 /*
 275  *  Routines
 276  */
 277
 278 %%
 279 // Error print routine
 280 int yyerror(char *s)
 281 {
 282         cerr << s << " at " << yytext << endl;
 283         return 0;
 284 }
 285
 286 // Push expression "e" onto the expression stack (for ", "" and """)
 287 static void push(const ex &e)
 288 {
 289         exstack[2] = exstack[1];
 290         exstack[1] = exstack[0];
 291         exstack[0] = e;
 292 }
 293
 294
 295 /*
 296  *  Built-in functions
 297  */
 298
 299 static ex f_collect(const exprseq &e) {return e[0].collect(e[1]);}
 300 static ex f_collect_distributed(const exprseq &e) {return e[0].collect(e[1], true);}
 301 static ex f_collect_common_factors(const exprseq &e) {return collect_common_factors(e[0]);}
 302 static ex f_degree(const exprseq &e) {return e[0].degree(e[1]);}
 303 static ex f_denom(const exprseq &e) {return e[0].denom();}
 304 static ex f_eval1(const exprseq &e) {return e[0].eval();}
 305 static ex f_evalf1(const exprseq &e) {return e[0].evalf();}
 306 static ex f_evalm(const exprseq &e) {return e[0].evalm();}
 307 static ex f_expand(const exprseq &e) {return e[0].expand();}
 308 static ex f_gcd(const exprseq &e) {return gcd(e[0], e[1]);}
 309 static ex f_has(const exprseq &e) {return e[0].has(e[1]) ? ex(1) : ex(0);}
 310 static ex f_lcm(const exprseq &e) {return lcm(e[0], e[1]);}
 311 static ex f_lcoeff(const exprseq &e) {return e[0].lcoeff(e[1]);}
 312 static ex f_ldegree(const exprseq &e) {return e[0].ldegree(e[1]);}
 313 static ex f_lsolve(const exprseq &e) {return lsolve(e[0], e[1]);}
 314 static ex f_nops(const exprseq &e) {return e[0].nops();}
 315 static ex f_normal1(const exprseq &e) {return e[0].normal();}
 316 static ex f_numer(const exprseq &e) {return e[0].numer();}
 317 static ex f_numer_denom(const exprseq &e) {return e[0].numer_denom();}
 318 static ex f_pow(const exprseq &e) {return pow(e[0], e[1]);}
 319 static ex f_sqrt(const exprseq &e) {return sqrt(e[0]);}
 320 static ex f_sqrfree1(const exprseq &e) {return sqrfree(e[0]);}
 321 static ex f_subs2(const exprseq &e) {return e[0].subs(e[1]);}
 322 static ex f_tcoeff(const exprseq &e) {return e[0].tcoeff(e[1]);}
 323
 324 #define CHECK_ARG(num, type, fcn) if (!is_a<type>(e[num])) throw(std::invalid_argument("argument " #num " to " #fcn "() must be a " #type))
 325
 326 static ex f_charpoly(const exprseq &e)
 327 {
 328         CHECK_ARG(0, matrix, charpoly);
 329         CHECK_ARG(1, symbol, charpoly);
 330         return ex_to<matrix>(e[0]).charpoly(ex_to<symbol>(e[1]));
 331 }
 332
 333 static ex f_coeff(const exprseq &e)
 334 {
 335         CHECK_ARG(2, numeric, coeff);
 336         return e[0].coeff(e[1], ex_to<numeric>(e[2]).to_int());
 337 }
 338
 339 static ex f_content(const exprseq &e)
 340 {
 341         CHECK_ARG(1, symbol, content);
 342         return e[0].content(ex_to<symbol>(e[1]));
 343 }
 344
 345 static ex f_decomp_rational(const exprseq &e)
 346 {
 347         CHECK_ARG(1, symbol, decomp_rational);
 348         return decomp_rational(e[0], ex_to<symbol>(e[1]));
 349 }
 350
 351 static ex f_determinant(const exprseq &e)
 352 {
 353         CHECK_ARG(0, matrix, determinant);
 354         return ex_to<matrix>(e[0]).determinant();
 355 }
 356
 357 static ex f_diag(const exprseq &e)
 358 {
 359         size_t dim = e.nops();
 360         matrix &m = *new matrix(dim, dim);
 361         for (size_t i=0; i<dim; i++)
 362                 m.set(i, i, e.op(i));
 363         return m;
 364 }
 365
 366 static ex f_diff2(const exprseq &e)
 367 {
 368         CHECK_ARG(1, symbol, diff);
 369         return e[0].diff(ex_to<symbol>(e[1]));
 370 }
 371
 372 static ex f_diff3(const exprseq &e)
 373 {
 374         CHECK_ARG(1, symbol, diff);
 375         CHECK_ARG(2, numeric, diff);
 376         return e[0].diff(ex_to<symbol>(e[1]), ex_to<numeric>(e[2]).to_int());
 377 }
 378
 379 static ex f_divide(const exprseq &e)
 380 {
 381         ex q;
 382         if (divide(e[0], e[1], q))
 383                 return q;
 384         else
 385                 return fail();
 386 }
 387
 388 static ex f_eval2(const exprseq &e)
 389 {
 390         CHECK_ARG(1, numeric, eval);
 391         return e[0].eval(ex_to<numeric>(e[1]).to_int());
 392 }
 393
 394 static ex f_evalf2(const exprseq &e)
 395 {
 396         CHECK_ARG(1, numeric, evalf);
 397         return e[0].evalf(ex_to<numeric>(e[1]).to_int());
 398 }
 399
 400 static ex f_find(const exprseq &e)
 401 {
 402         lst found;
 403         e[0].find(e[1], found);
 404         return found;
 405 }
 406
 407 static ex f_inverse(const exprseq &e)
 408 {
 409         CHECK_ARG(0, matrix, inverse);
 410         return ex_to<matrix>(e[0]).inverse();
 411 }
 412
 413 static ex f_is(const exprseq &e)
 414 {
 415         CHECK_ARG(0, relational, is);
 416         return (bool)ex_to<relational>(e[0]) ? ex(1) : ex(0);
 417 }
 418
 419 class apply_map_function : public map_function {
 420         ex apply;
 421 public:
 422         apply_map_function(const ex & a) : apply(a) {}
 423         virtual ~apply_map_function() {}
 424         ex operator()(const ex & e) { return apply.subs(wild() == e, true); }
 425 };
 426
 427 static ex f_map(const exprseq &e)
 428 {
 429         apply_map_function fcn(e[1]);
 430         return e[0].map(fcn);
 431 }
 432
 433 static ex f_match(const exprseq &e)
 434 {
 435         lst repl_lst;
 436         if (e[0].match(e[1], repl_lst))
 437                 return repl_lst;
 438         else
 439                 return fail();
 440 }
 441
 442 static ex f_normal2(const exprseq &e)
 443 {
 444         CHECK_ARG(1, numeric, normal);
 445         return e[0].normal(ex_to<numeric>(e[1]).to_int());
 446 }
 447
 448 static ex f_op(const exprseq &e)
 449 {
 450         CHECK_ARG(1, numeric, op);
 451         int n = ex_to<numeric>(e[1]).to_int();
 452         if (n < 0 || n >= (int)e[0].nops())
 453                 throw(std::out_of_range("second argument to op() is out of range"));
 454         return e[0].op(n);
 455 }
 456
 457 static ex f_prem(const exprseq &e)
 458 {
 459         CHECK_ARG(2, symbol, prem);
 460         return prem(e[0], e[1], ex_to<symbol>(e[2]));
 461 }
 462
 463 static ex f_primpart(const exprseq &e)
 464 {
 465         CHECK_ARG(1, symbol, primpart);
 466         return e[0].primpart(ex_to<symbol>(e[1]));
 467 }
 468
 469 static ex f_quo(const exprseq &e)
 470 {
 471         CHECK_ARG(2, symbol, quo);
 472         return quo(e[0], e[1], ex_to<symbol>(e[2]));
 473 }
 474
 475 static ex f_rem(const exprseq &e)
 476 {
 477         CHECK_ARG(2, symbol, rem);
 478         return rem(e[0], e[1], ex_to<symbol>(e[2]));
 479 }
 480
 481 static ex f_series(const exprseq &e)
 482 {
 483         CHECK_ARG(2, numeric, series);
 484         return e[0].series(e[1], ex_to<numeric>(e[2]).to_int());
 485 }
 486
 487 static ex f_sprem(const exprseq &e)
 488 {
 489         CHECK_ARG(2, symbol, sprem);
 490         return sprem(e[0], e[1], ex_to<symbol>(e[2]));
 491 }
 492
 493 static ex f_sqrfree2(const exprseq &e)
 494 {
 495         CHECK_ARG(1, lst, sqrfree);
 496         return sqrfree(e[0], ex_to<lst>(e[1]));
 497 }
 498
 499 static ex f_subs3(const exprseq &e)
 500 {
 501         CHECK_ARG(1, lst, subs);
 502         CHECK_ARG(2, lst, subs);
 503         return e[0].subs(ex_to<lst>(e[1]), ex_to<lst>(e[2]));
 504 }
 505
 506 static ex f_trace(const exprseq &e)
 507 {
 508         CHECK_ARG(0, matrix, trace);
 509         return ex_to<matrix>(e[0]).trace();
 510 }
 511
 512 static ex f_transpose(const exprseq &e)
 513 {
 514         CHECK_ARG(0, matrix, transpose);
 515         return ex_to<matrix>(e[0]).transpose();
 516 }
 517
 518 static ex f_unassign(const exprseq &e)
 519 {
 520         CHECK_ARG(0, symbol, unassign);
 521         const_cast<symbol&>(ex_to<symbol>(e[0])).unassign();
 522         return e[0];
 523 }
 524
 525 static ex f_unit(const exprseq &e)
 526 {
 527         CHECK_ARG(1, symbol, unit);
 528         return e[0].unit(ex_to<symbol>(e[1]));
 529 }
 530
 531 static ex f_dummy(const exprseq &e)
 532 {
 533         throw(std::logic_error("dummy function called (shouldn't happen)"));
 534 }
 535
 536 // Tables for initializing the "fcns" map and the function help topics
 537 struct fcn_init {
 538         const char *name;
 539         fcnp p;
 540         int num_params;
 541 };
 542
 543 static const fcn_init builtin_fcns[] = {
 544         {"charpoly", f_charpoly, 2},
 545         {"coeff", f_coeff, 3},
 546         {"collect", f_collect, 2},
 547         {"collect_common_factors", f_collect_common_factors, 1},
 548         {"collect_distributed", f_collect_distributed, 2},
 549         {"content", f_content, 2},
 550         {"decomp_rational", f_decomp_rational, 2},
 551         {"degree", f_degree, 2},
 552         {"denom", f_denom, 1},
 553         {"determinant", f_determinant, 1},
 554         {"diag", f_diag, 0},
 555         {"diff", f_diff2, 2},
 556         {"diff", f_diff3, 3},
 557         {"divide", f_divide, 2},
 558         {"eval", f_eval1, 1},
 559         {"eval", f_eval2, 2},
 560         {"evalf", f_evalf1, 1},
 561         {"evalf", f_evalf2, 2},
 562         {"evalm", f_evalm, 1},
 563         {"expand", f_expand, 1},
 564         {"find", f_find, 2},
 565         {"gcd", f_gcd, 2},
 566         {"has", f_has, 2},
 567         {"inverse", f_inverse, 1},
 568         {"iprint", f_dummy, 0},      // for Tab-completion
 569         {"is", f_is, 1},
 570         {"lcm", f_lcm, 2},
 571         {"lcoeff", f_lcoeff, 2},
 572         {"ldegree", f_ldegree, 2},
 573         {"lsolve", f_lsolve, 2},
 574         {"map", f_map, 2},
 575         {"match", f_match, 2},
 576         {"nops", f_nops, 1},
 577         {"normal", f_normal1, 1},
 578         {"normal", f_normal2, 2},
 579         {"numer", f_numer, 1},
 580         {"numer_denom", f_numer_denom, 1},
 581         {"op", f_op, 2},
 582         {"pow", f_pow, 2},
 583         {"prem", f_prem, 3},
 584         {"primpart", f_primpart, 2},
 585         {"print", f_dummy, 0},       // for Tab-completion
 586         {"print_csrc", f_dummy, 0},  // for Tab-completion
 587         {"print_latex", f_dummy, 0}, // for Tab-completion
 588         {"quo", f_quo, 3},
 589         {"rem", f_rem, 3},
 590         {"series", f_series, 3},
 591         {"sprem", f_sprem, 3},
 592         {"sqrfree", f_sqrfree1, 1},
 593         {"sqrfree", f_sqrfree2, 2},
 594         {"sqrt", f_sqrt, 1},
 595         {"subs", f_subs2, 2},
 596         {"subs", f_subs3, 3},
 597         {"tcoeff", f_tcoeff, 2},
 598         {"time", f_dummy, 0},        // for Tab-completion
 599         {"trace", f_trace, 1},
 600         {"transpose", f_transpose, 1},
 601         {"unassign", f_unassign, 1},
 602         {"unit", f_unit, 2},
 603         {NULL, f_dummy, 0}           // End marker
 604 };
 605
 606 struct fcn_help_init {
 607         const char *name;
 608         const char *help;
 609 };
 610
 611 static const fcn_help_init builtin_help[] = {
 612         {"acos", "inverse cosine function"},
 613         {"acosh", "inverse hyperbolic cosine function"},
 614         {"asin", "inverse sine function"},
 615         {"asinh", "inverse hyperbolic sine function"},
 616         {"atan", "inverse tangent function"},
 617         {"atan2", "inverse tangent function with two arguments"},
 618         {"atanh", "inverse hyperbolic tangent function"},
 619         {"beta", "Beta function"},
 620         {"binomial", "binomial function"},
 621         {"cos", "cosine function"},
 622         {"cosh", "hyperbolic cosine function"},
 623         {"exp", "exponential function"},
 624         {"factorial", "factorial function"},
 625         {"lgamma", "natural logarithm of Gamma function"},
 626         {"tgamma", "Gamma function"},
 627         {"log", "natural logarithm"},
 628         {"psi", "psi function\npsi(x) is the digamma function, psi(n,x) the nth polygamma function"},
 629         {"sin", "sine function"},
 630         {"sinh", "hyperbolic sine function"},
 631         {"tan", "tangent function"},
 632         {"tanh", "hyperbolic tangent function"},
 633         {"zeta", "zeta function\nzeta(x) is Riemann's zeta function, zeta(n,x) its nth derivative"},
 634         {"Li2", "dilogarithm"},
 635         {"Li3", "trilogarithm"},
 636         {"Li", "(multiple) polylogarithm"},
 637         {"S", "Nielsen's generalized polylogarithm"},
 638         {"H", "harmonic polylogarithm"},
 639         {"mZeta", "multiple zeta value"},
 640         {"Order", "order term function (for truncated power series)"},
 641         {"Derivative", "inert differential operator"},
 642         {NULL, NULL}    // End marker
 643 };
 644
 645 #include "ginsh_extensions.h"
 646
 647
 648 /*
 649  *  Add functions to ginsh
 650  */
 651
 652 // Functions from fcn_init array
 653 static void insert_fcns(const fcn_init *p)
 654 {
 655         while (p->name) {
 656                 fcns.insert(make_pair(string(p->name), fcn_desc(p->p, p->num_params)));
 657                 p++;
 658         }
 659 }
 660
 661 static ex f_ginac_function(const exprseq &es, int serial)
 662 {
 663         return function(serial, es).eval(1);
 664 }
 665
 666 // All registered GiNaC functions
 667 void GiNaC::ginsh_get_ginac_functions(void)
 668 {
 669         vector<function_options>::const_iterator i = function::registered_functions().begin(), end = function::registered_functions().end();
 670         unsigned serial = 0;
 671         while (i != end) {
 672                 fcns.insert(make_pair(i->get_name(), fcn_desc(f_ginac_function, i->get_nparams(), serial)));
 673                 ++i;
 674                 serial++;
 675         }
 676 }
 677
 678
 679 /*
 680  *  Find a function given a name and number of parameters. Throw exceptions on error.
 681  */
 682
 683 static fcn_tab::const_iterator find_function(const ex &sym, int req_params)
 684 {
 685         const string &name = ex_to<symbol>(sym).get_name();
 686         typedef fcn_tab::const_iterator I;
 687         pair<I, I> b = fcns.equal_range(name);
 688         if (b.first == b.second)
 689                 throw(std::logic_error("unknown function '" + name + "'"));
 690         else {
 691                 for (I i=b.first; i!=b.second; i++)
 692                         if ((i->second.num_params == 0) || (i->second.num_params == req_params))
 693                                 return i;
 694         }
 695         throw(std::logic_error("invalid number of arguments to " + name + "()"));
 696 }
 697
 698
 699 /*
 700  *  Insert help strings
 701  */
 702
 703 // Normal help string
 704 static void insert_help(const char *topic, const char *str)
 705 {
 706         help.insert(make_pair(string(topic), string(str)));
 707 }
 708
 709 // Help string for functions, automatically generates synopsis
 710 static void insert_fcn_help(const char *name, const char *str)
 711 {
 712         typedef fcn_tab::const_iterator I;
 713         pair<I, I> b = fcns.equal_range(name);
 714         if (b.first != b.second) {
 715                 string help_str = string(name) + "(";
 716                 for (int i=0; i<b.first->second.num_params; i++) {
 717                         if (i)
 718                                 help_str += ", ";
 719                         help_str += "expression";
 720                 }
 721                 help_str += ") - ";
 722                 help_str += str;
 723                 help.insert(make_pair(string(name), help_str));
 724         }
 725 }
 726
 727 // Help strings for functions from fcn_help_init array
 728 static void insert_help(const fcn_help_init *p)
 729 {
 730         while (p->name) {
 731                 insert_fcn_help(p->name, p->help);
 732                 p++;
 733         }
 734 }
 735
 736
 737 /*
 738  *  Print help to cout
 739  */
 740
 741 // Help for a given topic
 742 static void print_help(const string &topic)
 743 {
 744         typedef help_tab::const_iterator I;
 745         pair<I, I> b = help.equal_range(topic);
 746         if (b.first == b.second)
 747                 cout << "no help for '" << topic << "'\n";
 748         else {
 749                 for (I i=b.first; i!=b.second; i++)
 750                         cout << i->second << endl;
 751         }
 752 }
 753
 754 // List of help topics
 755 static void print_help_topics(void)
 756 {
 757         cout << "Available help topics:\n";
 758         help_tab::const_iterator i;
 759         string last_name = string("*");
 760         int num = 0;
 761         for (i=help.begin(); i!=help.end(); i++) {
 762                 // Don't print duplicates
 763                 if (i->first != last_name) {
 764                         if (num)
 765                                 cout << ", ";
 766                         num++;
 767                         cout << i->first;
 768                         last_name = i->first;
 769                 }
 770         }
 771         cout << "\nTo get help for a certain topic, type ?topic\n";
 772 }
 773
 774
 775 /*
 776  *  Function name completion functions for readline
 777  */
 778
 779 static char *fcn_generator(const char *text, int state)
 780 {
 781         static int len;                         // Length of word to complete
 782         static fcn_tab::const_iterator index;   // Iterator to function being currently considered
 783
 784         // If this is a new word to complete, initialize now
 785         if (state == 0) {
 786                 index = fcns.begin();
 787                 len = strlen(text);
 788         }
 789
 790         // Return the next function which partially matches
 791         while (index != fcns.end()) {
 792                 const char *fcn_name = index->first.c_str();
 793                 ++index;
 794                 if (strncmp(fcn_name, text, len) == 0)
 795                         return strdup(fcn_name);
 796         }
 797         return NULL;
 798 }
 799
 800 static char **fcn_completion(const char *text, int start, int end)
 801 {
 802         if (rl_line_buffer[0] == '!') {
 803                 // For shell commands, revert back to filename completion
 804                 rl_completion_append_character = orig_completion_append_character;
 805                 rl_basic_word_break_characters = orig_basic_word_break_characters;
 806                 rl_completer_word_break_characters = rl_basic_word_break_characters;
 807 #if (GINAC_RL_VERSION_MAJOR < 4) || (GINAC_RL_VERSION_MAJOR == 4 && GINAC_RL_VERSION_MINOR < 2)
 808                 return completion_matches(const_cast<char *>(text), (CPFunction *)filename_completion_function);
 809 #else
 810                 return rl_completion_matches(text, rl_filename_completion_function);
 811 #endif
 812         } else {
 813                 // Otherwise, complete function names
 814                 rl_completion_append_character = '(';
 815                 rl_basic_word_break_characters = " \t\n\"#$%&'()*+,-./:;<=>?@[\\]^`{|}~";
 816                 rl_completer_word_break_characters = rl_basic_word_break_characters;
 817 #if (GINAC_RL_VERSION_MAJOR < 4) || (GINAC_RL_VERSION_MAJOR == 4 && GINAC_RL_VERSION_MINOR < 2)
 818                 return completion_matches(const_cast<char *>(text), (CPFunction *)fcn_generator);
 819 #else
 820                 return rl_completion_matches(text, fcn_generator);
 821 #endif
 822         }
 823 }
 824
 825 void greeting(void)
 826 {
 827     cout << "ginsh - GiNaC Interactive Shell (" << PACKAGE << " V" << VERSION << ")" << endl;
 828     cout << "  __,  _______  Copyright (C) 1999-2003 Johannes Gutenberg University Mainz,\n"
 829          << " (__) *       | Germany.  This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.\n"
 830          << "  ._) i N a C | You are welcome to redistribute it under certain conditions.\n"
 831          << "<-------------' For details type `warranty;'.\n" << endl;
 832     cout << "Type ?? for a list of help topics." << endl;
 833 }
 834
 835 /*
 836  *  Main program
 837  */
 838
 839 int main(int argc, char **argv)
 840 {
 841         // Print banner in interactive mode
 842         if (isatty(0))
 843                 greeting();
 844
 845         // Init function table
 846         insert_fcns(builtin_fcns);
 847         insert_fcns(extended_fcns);
 848         ginsh_get_ginac_functions();
 849
 850         // Init help for operators (automatically generated from man page)
 851         insert_help("operators", "Operators in falling order of precedence:");
 852 #include "ginsh_op_help.h"
 853
 854         // Init help for built-in functions (automatically generated from man page)
 855 #include "ginsh_fcn_help.h"
 856
 857         // Help for GiNaC functions is added manually
 858         insert_help(builtin_help);
 859         insert_help(extended_help);
 860
 861         // Help for other keywords
 862         insert_help("print", "print(expression) - dumps the internal structure of the given expression (for debugging)");
 863         insert_help("iprint", "iprint(expression) - prints the given integer expression in decimal, octal, and hexadecimal bases");
 864         insert_help("print_latex", "print_latex(expression) - prints a LaTeX representation of the given expression");
 865         insert_help("print_csrc", "print_csrc(expression) - prints a C source code representation of the given expression");
 866
 867         // Init readline completer
 868         rl_readline_name = argv[0];
 869 #if (GINAC_RL_VERSION_MAJOR < 4) || (GINAC_RL_VERSION_MAJOR == 4 && GINAC_RL_VERSION_MINOR < 2)
 870         rl_attempted_completion_function = (CPPFunction *)fcn_completion;
 871 #else
 872         rl_attempted_completion_function = fcn_completion;
 873 #endif
 874         orig_completion_append_character = rl_completion_append_character;
 875         orig_basic_word_break_characters = rl_basic_word_break_characters;
 876
 877         // Init input file list, open first file
 878         num_files = argc - 1;
 879         file_list = argv + 1;
 880         if (num_files) {
 881                 yyin = fopen(*file_list, "r");
 882                 if (yyin == NULL) {
 883                         cerr << "Can't open " << *file_list << endl;
 884                         exit(1);
 885                 }
 886                 num_files--;
 887                 file_list++;
 888         }
 889
 890         // Parse input, catch all remaining exceptions
 891         int result;
 892 again:  try {
 893                 result = yyparse();
 894         } catch (exception &e) {
 895                 cerr << e.what() << endl;
 896                 goto again;
 897         }
 898         return result;
 899 }