/* wordreduce.c 1/11/94.
 * 6/11/99 re-introduce option to input list of words from filename.
 *         also added -e option (expanded) to output expanded powers.
 * 6/8/98 large scale reorganisation to omit globals, etc.
 * 5/2/98 change generators from type char to type `gen'.
 *
 * 15/3/96 - amalgamated with wordreducecos.c, which was specially written
 * for reducing cosets using a word-difference machines.
 * There is now a -cos option, which means reduce cosets (using either
 * a rewriting system or a word-difference machine).
 * For coset reduction using a rewrting system, the word to be reduced can
 * contain any of available symbols, but to make sense (for H subgroup of G),
 * it should either be a word in the G-generators alone, or a word in the
 * H-generators alone, or a word of form H-word*_H*G-word.
 * For coset reduction using a word-difference machine, the word to be
 * reduced must either be in the G-generators alone, or have form _H*G-word.
 *
 * Input of words from a filename specified on command line no longer works.
 *
 * 18/1/95 - added options to reduce words using rewriting system.
 * Reduce words using a rewriting system or a word-difference machine.
 *
 * SYNOPSIS:
 *    wordreduce [-kbprog/-diff1/-diff2/-diff1c] [-mrl maxreducelen] [-e]
 *        [-cos] groupname [cosname] [-f filename]
 *
 * If -cos is false:
 * Input is from groupname.kbprog, groupname.diff1, groupname.diff2 or
 * groupname.diff1c, and stdin.
 *
 * If -cos is true:
 * cosname defaults to "cos"
 * Input is from groupname.cosname.kbprog, groupname.cosname.midiff1,
 * groupname.cosname.midiff2, and stdin (unless -f filename is used).
 *
 * Output is to stdout (unless -f filename is used).
 *
 * If the optional "-f filename" argument is present, then the file filename
 * should contain an assignment of a list of words to be reduced
 * (e.g. words := [a^3,(a*b)^7];), and output will be a list of reduced words
 * to filename.reduced.
 *
 * OPTIONS:
 * -cos  If set reduce cosets. This changes i/o files.
 *
 * -kbprog/diff1/diff2/diff1c
 *  This determines which finite state automaton is used for
 *  the word-reduction.
 *  If the kbprog flag is called, then a rewriting system is
 *  input from groupname.kbprog
 *    (or, if -cos, groupname.cosname.kbprog).
 *  Otherwise, a word-difference machine is input from the
 *  appropriate file.
 *  The default is groupname.kbprog if that file is present,
 *  and otherwise groupname.diff2.
 *
 * Words are input interactively to stdin and output to stdout.
 */

#include <stdio.h>
#include "defs.h"
#include "fsa.h"
#include "rws.h"
#include "definitions.h"

#define MAXEQNS 32767
#define MAXREDUCELEN 32767

static FILE *rfile, *wfile;

static void badusage(void);

int main(int argc, char *argv[])
{
  int delim, arg, num_gens, i;
  char gpname[100], cosgpname[100], inf1[100], fsaname[100], inf2[100],
      outf[100];
  boolean rws_ip, diff1_ip, diff2_ip, diff1c_ip, file_ip, expwds, open, first;
  boolean cosets = FALSE;
  rewriting_system rws;
  rewriting_system *rwsptr;
  reduction_struct rs;
  int (*reduce_word)(gen * w, reduction_struct * rs_rws);
  boolean seengpname, seencosname;
  gen *gen_word;
  char **gen_names;

  setbuf(stdout, (char *)0);
  setbuf(stderr, (char *)0);

  rwsptr = &rws;
  rwsptr->maxeqns = MAXEQNS;
  rwsptr->maxreducelen = MAXREDUCELEN;
  rwsptr->inv_of = 0;
  rwsptr->weight = 0;
  rwsptr->level = 0;
  rwsptr->history = 0;
  rwsptr->slowhistory = 0;
  rwsptr->slowhistorysp = 0;
  rwsptr->preflen = 0;
  rwsptr->prefno = 0;
  rs.rws = rwsptr;
  gpname[0] = '\0';
  arg = 1;
  rws_ip = diff1_ip = diff2_ip = diff1c_ip = file_ip = expwds = FALSE;
  seengpname = seencosname = FALSE;
  while (argc > arg) {
    if (strcmp(argv[arg], "-cos") == 0)
      cosets = TRUE;
    else if (strcmp(argv[arg], "-kbprog") == 0)
      rws_ip = TRUE;
    else if (strcmp(argv[arg], "-diff1") == 0)
      diff1_ip = TRUE;
    else if (strcmp(argv[arg], "-diff2") == 0)
      diff2_ip = TRUE;
    else if (strcmp(argv[arg], "-diff1c") == 0)
      diff1c_ip = TRUE;
    else if (strcmp(argv[arg], "-e") == 0)
      expwds = TRUE;
    else if (strcmp(argv[arg], "-mrl") == 0) {
      rwsptr->maxreducelenset = TRUE;
      arg++;
      if (arg >= argc)
        badusage();
      rwsptr->maxreducelen = atoi(argv[arg]);
    }
    else if (strcmp(argv[arg], "-f") == 0) {
      file_ip = TRUE;
      arg++;
      if (arg >= argc)
        badusage();
      strcpy(inf2, argv[arg]);
      strcpy(outf, inf2);
      strcat(outf, ".reduced");
    }
    else if (argv[arg][0] == '-')
      badusage();
    else if (!seengpname) {
      seengpname = TRUE;
      strcpy(gpname, argv[arg]);
    }
    else if (!seencosname) {
      seencosname = TRUE;
      sprintf(cosgpname, "%s.%s", gpname, argv[arg]);
    }
    else
      badusage();

    arg++;
  }

  if (!seengpname)
    badusage();
  if (cosets && !seencosname)
    sprintf(cosgpname, "%s.cos", gpname);

  if (cosets)
    strcpy(inf1, cosgpname);
  else
    strcpy(inf1, gpname);

  rwsptr->maxreducelen *= 2;
  /* Since rws-reduction returns when half of this length is exceeded. */
  open = FALSE;
  if (rws_ip)
    strcat(inf1, ".kbprog");
  else if (diff1_ip) {
    if (cosets)
      strcat(inf1, ".midiff1");
    else
      strcat(inf1, ".diff1");
  }
  else if (diff2_ip) {
    if (cosets)
      strcat(inf1, ".midiff2");
    else
      strcat(inf1, ".diff2");
  }
  else if (diff1c_ip) {
    if (cosets) {
      fprintf(stderr, "Sorry, diff1c coset reduction is not yet supported.\n");
      exit(1);
    }
    strcat(inf1, ".diff1c");
  }
  else {
    strcat(inf1, ".kbprog");
    rfile = fopen(inf1, "r");
    if (rfile) {
      rws_ip = TRUE;
      open = TRUE;
    }
    else {
      diff2_ip = TRUE;
      if (cosets) {
        strcpy(inf1, cosgpname);
        strcat(inf1, ".midiff2");
      }
      else {
        strcpy(inf1, gpname);
        strcat(inf1, ".diff2");
      }
    }
  }

  if (!open)
    if ((rfile = fopen(inf1, "r")) == 0) {
      fprintf(stderr, "Cannot open file %s.\n", inf1);
      exit(1);
    }

  if (rws_ip) {
    rwsptr->cosets = cosets;
    tmalloc(rwsptr->reduction_fsa, fsa, 1);
    read_kbinput_simple(rfile, FALSE, rwsptr);
    fclose(rfile);
    if (cosets)
      strcpy(inf1, cosgpname);
    else
      strcpy(inf1, gpname);
    strcat(inf1, ".reduce");
    if ((rfile = fopen(inf1, "r")) == 0) {
      fprintf(stderr, "Cannot open file %s.\n", inf1);
      exit(1);
    }
    fsa_read(rfile, rwsptr->reduction_fsa, DENSE, 0, 0, TRUE, fsaname);
    fclose(rfile);
    num_gens = rws.num_gens;
    gen_names = rws.gen_name;
    process_names(gen_names, num_gens);
    tmalloc(rws.history, int, rwsptr->maxreducelen + 1);
  }
  else {
    tmalloc(rs.wd_fsa, fsa, 1);
    fsa_read(rfile, rs.wd_fsa, DENSE, 0, 0, TRUE, fsaname);
    fclose(rfile);
    num_gens = rs.wd_fsa->alphabet->base->size;
    if (cosets && (diff1_ip || diff2_ip)) {
      /* Because of the separator, we copy the names and add "_H" as separator
       */
      num_gens++;
      tmalloc(gen_names, char *, num_gens + 1);
      for (i = 1; i < num_gens; i++) {
        tmalloc(gen_names[i], char,
                stringlen(rs.wd_fsa->alphabet->base->names[i] + 1));
        strcpy(gen_names[i], rs.wd_fsa->alphabet->base->names[i]);
      }
      tmalloc(gen_names[num_gens], char, 3);
      strcpy(gen_names[num_gens], "_H");
      rs.separator = num_gens;
    }
    else
      gen_names = rs.wd_fsa->alphabet->base->names;
    process_names(gen_names, num_gens);
    /* Set the pointers in the word-difference machine */
    if (fsa_table_dptr_init(rs.wd_fsa) == -1)
      exit(1);
  }

  reduce_word = rws_ip ? rws_reduce : cosets ? diff_reduce_cos : diff_reduce;

  tmalloc(gen_word, gen, rwsptr->maxreducelen);

  if (file_ip) {
    /* open file containing list of words, and deal with assignment */
    if ((rfile = fopen(inf2, "r")) == 0) {
      fprintf(stderr, "Cannot open file %s.\n", inf2);
      exit(1);
    }
    wfile = fopen(outf, "w");
    read_ident(rfile, kbm_buffer, &delim, FALSE);
    fprintf(wfile, "%s.reduced := [\n", kbm_buffer);
    if (delim != ':') {
      fprintf(stderr, "#Input error: file must contain a list assignment\n");
      exit(1);
    }
    check_next_char(rfile, '=');
    read_delim(rfile, &delim);
    if (delim != '[') {
      fprintf(stderr, "#Input error: file must contain a list assignment\n");
      exit(1);
    }
    first = TRUE;
  }
  else {
    printf("#Input words for reduction.\n#Separate words with ','.\n");
    printf("#Terminate input with ';'.\n");
    rfile = stdin;
    wfile = stdout;
  }

  delim = 0;
  while (delim != ';' && delim != ']') {
    read_word(rfile, gen_word, gen_word + rwsptr->maxreducelen, &delim,
              gen_names, num_gens, TRUE);
    reduce_word(gen_word, &rs);
    if (genstrlen(gen_word) > rwsptr->maxreducelen / 2) {
      fprintf(wfile, "Word grew too long during reduction!\n");
    }
    else {
      if (file_ip) {
        if (first)
          first = FALSE;
        else
          fprintf(wfile, ",\n");
      }
      else
        fprintf(wfile, "reduces to:\n");
      strcpy(kbm_buffer, "  ");
      if (expwds)
        add_expanded_word_to_buffer(wfile, gen_word, gen_names);
      else
        add_word_to_buffer(wfile, gen_word, gen_names);
      if (file_ip)
        fprintf(wfile, "%s", kbm_buffer);
      else
        fprintf(wfile, "%s\n", kbm_buffer);
    }
  }
  if (file_ip) {
    check_next_char(rfile, ';');
    fprintf(wfile, "\n];\n");
    fclose(wfile);
  }

  if (rws_ip) {
    rws_clear(rwsptr);
    fsa_clear(rwsptr->reduction_fsa);
  }
  else {
    fsa_clear(rs.wd_fsa);
    tfree(rs.wd_fsa);
  }
  tfree(gen_word);
  exit(0);
}

void badusage(void)
{
  fprintf(stderr, "Usage: wordreduce [-kbprog/-diff1/-diff2/-diff1c] [-mrl "
                  "maxreducelen] [-e]\n");
  fprintf(stderr, "\t[-cos] groupname [cosname] [-f filename]\n");
  exit(1);
}