/***** tl_spin: tl_parse.c *****/

/*
* This file is part of the public release of Spin. It is subject to the
* terms in the LICENSE file that is included in this source directory.
* Tool documentation is available at http://spinroot.com
*
* Based on the translation algorithm by Gerth, Peled, Vardi, and Wolper,
* presented at the PSTV Conference, held in 1995, Warsaw, Poland 1995.
*/

#include "tl.h"

extern int      tl_yylex(void);
extern int      tl_verbose, tl_errs;

int     tl_yychar = 0;
YYSTYPE tl_yylval;

static Node     *tl_formula(void);
static Node     *tl_factor(void);
static Node     *tl_level(int);

static int      prec[2][4] = {
       { U_OPER,  V_OPER, 0, 0 },      /* left associative */
       { OR, AND, IMPLIES, EQUIV, },   /* left associative */
};

static Node *
tl_factor(void)
{       Node *ptr = ZN;

       switch (tl_yychar) {
       case '(':
               ptr = tl_formula();
               if (tl_yychar != ')')
                       tl_yyerror("expected ')'");
               tl_yychar = tl_yylex();
               break;
       case NOT:
               ptr = tl_yylval;
               tl_yychar = tl_yylex();
               ptr->lft = tl_factor();
               if (!ptr->lft)
               {       fatal("malformed expression", (char *) 0);
               }
               ptr = push_negation(ptr);
               break;
       case ALWAYS:
               tl_yychar = tl_yylex();
               ptr = tl_factor();
#ifndef NO_OPT
               if (ptr->ntyp == FALSE
               ||  ptr->ntyp == TRUE)
                       break;  /* [] false == false */

               if (ptr->ntyp == V_OPER)
               {       if (ptr->lft->ntyp == FALSE)
                               break;  /* [][]p = []p */

                       ptr = ptr->rgt; /* [] (p V q) = [] q */
               }
#endif
               ptr = tl_nn(V_OPER, False, ptr);
               break;
#ifdef NXT
       case NEXT:
               tl_yychar = tl_yylex();
               ptr = tl_factor();
               if (ptr->ntyp == TRUE)
                       break;  /* X true = true */
               ptr = tl_nn(NEXT, ptr, ZN);
               break;
#endif
       case CEXPR:
               tl_yychar = tl_yylex();
               ptr = tl_factor();
               if (ptr->ntyp != PREDICATE)
               {       tl_yyerror("expected {...} after c_expr");
               }
               ptr = tl_nn(CEXPR, ptr, ZN);
               break;
       case EVENTUALLY:
               tl_yychar = tl_yylex();

               ptr = tl_factor();
#ifndef NO_OPT
               if (ptr->ntyp == TRUE
               ||  ptr->ntyp == FALSE)
                       break;  /* <> true == true */

               if (ptr->ntyp == U_OPER
               &&  ptr->lft->ntyp == TRUE)
                       break;  /* <><>p = <>p */

               if (ptr->ntyp == U_OPER)
               {       /* <> (p U q) = <> q */
                       ptr = ptr->rgt;
                       /* fall thru */
               }
#endif
               ptr = tl_nn(U_OPER, True, ptr);

               break;
       case PREDICATE:
               ptr = tl_yylval;
               tl_yychar = tl_yylex();
               break;
       case TRUE:
       case FALSE:
               ptr = tl_yylval;
               tl_yychar = tl_yylex();
               break;
       }
       if (!ptr) tl_yyerror("expected predicate");
#if 0
       printf("factor: ");
       tl_explain(ptr->ntyp);
       printf("\n");
#endif
       return ptr;
}

static Node *
bin_simpler(Node *ptr)
{       Node *a, *b;

       if (ptr)
       switch (ptr->ntyp) {
       case U_OPER:
#ifndef NO_OPT
               if (ptr->rgt->ntyp == TRUE
               ||  ptr->rgt->ntyp == FALSE
               ||  ptr->lft->ntyp == FALSE)
               {       ptr = ptr->rgt;
                       break;
               }
               if (isequal(ptr->lft, ptr->rgt))
               {       /* p U p = p */
                       ptr = ptr->rgt;
                       break;
               }
               if (ptr->lft->ntyp == U_OPER
               &&  isequal(ptr->lft->lft, ptr->rgt))
               {       /* (p U q) U p = (q U p) */
                       ptr->lft = ptr->lft->rgt;
                       break;
               }
               if (ptr->rgt->ntyp == U_OPER
               &&  ptr->rgt->lft->ntyp == TRUE)
               {       /* p U (T U q)  = (T U q) */
                       ptr = ptr->rgt;
                       break;
               }
#ifdef NXT
               /* X p U X q == X (p U q) */
               if (ptr->rgt->ntyp == NEXT
               &&  ptr->lft->ntyp == NEXT)
               {       ptr = tl_nn(NEXT,
                               tl_nn(U_OPER,
                                       ptr->lft->lft,
                                       ptr->rgt->lft), ZN);
               }
#endif
#endif
               break;
       case V_OPER:
#ifndef NO_OPT
               if (ptr->rgt->ntyp == FALSE
               ||  ptr->rgt->ntyp == TRUE
               ||  ptr->lft->ntyp == TRUE)
               {       ptr = ptr->rgt;
                       break;
               }
               if (isequal(ptr->lft, ptr->rgt))
               {       /* p V p = p */
                       ptr = ptr->rgt;
                       break;
               }
               /* F V (p V q) == F V q */
               if (ptr->lft->ntyp == FALSE
               &&  ptr->rgt->ntyp == V_OPER)
               {       ptr->rgt = ptr->rgt->rgt;
                       break;
               }
               /* p V (F V q) == F V q */
               if (ptr->rgt->ntyp == V_OPER
               &&  ptr->rgt->lft->ntyp == FALSE)
               {       ptr->lft = False;
                       ptr->rgt = ptr->rgt->rgt;
                       break;
               }
#endif
               break;
       case IMPLIES:
#ifndef NO_OPT
               if (isequal(ptr->lft, ptr->rgt))
               {       ptr = True;
                       break;
               }
#endif
               ptr = tl_nn(OR, Not(ptr->lft), ptr->rgt);
               ptr = rewrite(ptr);
               break;
       case EQUIV:
#ifndef NO_OPT
               if (isequal(ptr->lft, ptr->rgt))
               {       ptr = True;
                       break;
               }
#endif
               a = rewrite(tl_nn(AND,
                       dupnode(ptr->lft),
                       dupnode(ptr->rgt)));
               b = rewrite(tl_nn(AND,
                       Not(ptr->lft),
                       Not(ptr->rgt)));
               ptr = tl_nn(OR, a, b);
               ptr = rewrite(ptr);
               break;
       case AND:
#ifndef NO_OPT
               /* p && (q U p) = p */
               if (ptr->rgt->ntyp == U_OPER
               &&  isequal(ptr->rgt->rgt, ptr->lft))
               {       ptr = ptr->lft;
                       break;
               }
               if (ptr->lft->ntyp == U_OPER
               &&  isequal(ptr->lft->rgt, ptr->rgt))
               {       ptr = ptr->rgt;
                       break;
               }

               /* p && (q V p) == q V p */
               if (ptr->rgt->ntyp == V_OPER
               &&  isequal(ptr->rgt->rgt, ptr->lft))
               {       ptr = ptr->rgt;
                       break;
               }
               if (ptr->lft->ntyp == V_OPER
               &&  isequal(ptr->lft->rgt, ptr->rgt))
               {       ptr = ptr->lft;
                       break;
               }

               /* (p U q) && (r U q) = (p && r) U q*/
               if (ptr->rgt->ntyp == U_OPER
               &&  ptr->lft->ntyp == U_OPER
               &&  isequal(ptr->rgt->rgt, ptr->lft->rgt))
               {       ptr = tl_nn(U_OPER,
                               tl_nn(AND, ptr->lft->lft, ptr->rgt->lft),
                               ptr->lft->rgt);
                       break;
               }

               /* (p V q) && (p V r) = p V (q && r) */
               if (ptr->rgt->ntyp == V_OPER
               &&  ptr->lft->ntyp == V_OPER
               &&  isequal(ptr->rgt->lft, ptr->lft->lft))
               {       ptr = tl_nn(V_OPER,
                               ptr->rgt->lft,
                               tl_nn(AND, ptr->lft->rgt, ptr->rgt->rgt));
                       break;
               }
#ifdef NXT
               /* X p && X q == X (p && q) */
               if (ptr->rgt->ntyp == NEXT
               &&  ptr->lft->ntyp == NEXT)
               {       ptr = tl_nn(NEXT,
                               tl_nn(AND,
                                       ptr->rgt->lft,
                                       ptr->lft->lft), ZN);
                       break;
               }
#endif

               if (isequal(ptr->lft, ptr->rgt) /* (p && p) == p */
               ||  ptr->rgt->ntyp == FALSE     /* (p && F) == F */
               ||  ptr->lft->ntyp == TRUE)     /* (T && p) == p */
               {       ptr = ptr->rgt;
                       break;
               }
               if (ptr->rgt->ntyp == TRUE      /* (p && T) == p */
               ||  ptr->lft->ntyp == FALSE)    /* (F && p) == F */
               {       ptr = ptr->lft;
                       break;
               }

               /* (p V q) && (r U q) == p V q */
               if (ptr->rgt->ntyp == U_OPER
               &&  ptr->lft->ntyp == V_OPER
               &&  isequal(ptr->lft->rgt, ptr->rgt->rgt))
               {       ptr = ptr->lft;
                       break;
               }
#endif
               break;

       case OR:
#ifndef NO_OPT
               /* p || (q U p) == q U p */
               if (ptr->rgt->ntyp == U_OPER
               &&  isequal(ptr->rgt->rgt, ptr->lft))
               {       ptr = ptr->rgt;
                       break;
               }

               /* p || (q V p) == p */
               if (ptr->rgt->ntyp == V_OPER
               &&  isequal(ptr->rgt->rgt, ptr->lft))
               {       ptr = ptr->lft;
                       break;
               }

               /* (p U q) || (p U r) = p U (q || r) */
               if (ptr->rgt->ntyp == U_OPER
               &&  ptr->lft->ntyp == U_OPER
               &&  isequal(ptr->rgt->lft, ptr->lft->lft))
               {       ptr = tl_nn(U_OPER,
                               ptr->rgt->lft,
                               tl_nn(OR, ptr->lft->rgt, ptr->rgt->rgt));
                       break;
               }

               if (isequal(ptr->lft, ptr->rgt) /* (p || p) == p */
               ||  ptr->rgt->ntyp == FALSE     /* (p || F) == p */
               ||  ptr->lft->ntyp == TRUE)     /* (T || p) == T */
               {       ptr = ptr->lft;
                       break;
               }
               if (ptr->rgt->ntyp == TRUE      /* (p || T) == T */
               ||  ptr->lft->ntyp == FALSE)    /* (F || p) == p */
               {       ptr = ptr->rgt;
                       break;
               }

               /* (p V q) || (r V q) = (p || r) V q */
               if (ptr->rgt->ntyp == V_OPER
               &&  ptr->lft->ntyp == V_OPER
               &&  isequal(ptr->lft->rgt, ptr->rgt->rgt))
               {       ptr = tl_nn(V_OPER,
                               tl_nn(OR, ptr->lft->lft, ptr->rgt->lft),
                               ptr->rgt->rgt);
                       break;
               }

               /* (p V q) || (r U q) == r U q */
               if (ptr->rgt->ntyp == U_OPER
               &&  ptr->lft->ntyp == V_OPER
               &&  isequal(ptr->lft->rgt, ptr->rgt->rgt))
               {       ptr = ptr->rgt;
                       break;
               }
#endif
               break;
       }
       return ptr;
}

static Node *
tl_level(int nr)
{       int i; Node *ptr = ZN;

       if (nr < 0)
               return tl_factor();

       ptr = tl_level(nr-1);
again:
       for (i = 0; i < 4; i++)
               if (tl_yychar == prec[nr][i])
               {       tl_yychar = tl_yylex();
                       ptr = tl_nn(prec[nr][i],
                               ptr, tl_level(nr-1));
                       ptr = bin_simpler(ptr);
                       goto again;
               }
       if (!ptr) tl_yyerror("syntax error");
#if 0
       printf("level %d:       ", nr);
       tl_explain(ptr->ntyp);
       printf("\n");
#endif
       return ptr;
}

static Node *
tl_formula(void)
{       tl_yychar = tl_yylex();
       return tl_level(1);     /* 2 precedence levels, 1 and 0 */
}

void
tl_parse(void)
{       Node *n;

       /* tl_verbose = 1; */
       n = tl_formula();
       if (tl_verbose)
       {       printf("formula: ");
               dump(n);
               printf("\n");
       }
       if (tl_Getchar() != -1)
       {       tl_yyerror("syntax error");
               tl_errs++;
               return;
       }
       trans(n);
}