src/edu/berkeley/sbp/meta/MetaGrammarBindings.java

   1 package edu.berkeley.sbp.meta;
   2 import edu.berkeley.sbp.util.*;
   3 import edu.berkeley.sbp.*;
   4 import edu.berkeley.sbp.chr.*;
   5 import edu.berkeley.sbp.misc.*;
   6 import edu.berkeley.sbp.bind.*;
   7 import java.util.*;
   8 import java.lang.annotation.*;
   9 import java.lang.reflect.*;
  10 import java.io.*;
  11
  12 /** The java classes typically used to represent a parsed grammar AST; each inner class is a type of AST node. */
  13 public class MetaGrammarBindings extends AnnotationGrammarBindings {
  14
  15     public MetaGrammarBindings() { super(MetaGrammarBindings.class); }
  16
  17     // FIXME ugly ugly ugly scary dangerous
  18     public static String prefix = "";
  19
  20     /** A grammar (a set of nonterminals) */
  21     public static class GrammarNode extends HashMap<String,NonTerminalNode> {
  22         public NonTerminalNode[] getNonTerminals() {
  23             return (NonTerminalNode[])values().toArray(new NonTerminalNode[0]);
  24         }
  25         public GrammarNode(NonTerminalNode[] nonterminals) {
  26             for(NonTerminalNode nt : nonterminals) {
  27                 if (nt==null) continue;
  28                 if (this.get(nt.name)!=null)
  29                     throw new RuntimeException("duplicate definition of nonterminal \""+nt.name+"\"");
  30                 this.put(nt.name, nt);
  31             }
  32         }
  33         public @bind.as("Grammar") GrammarNode(Object[] nt) { add(nt); }
  34         private void add(Object[] obs) {
  35             for(Object o : obs) {
  36                 if (o==null) continue;
  37                 else if (o instanceof Object[]) add((Object[])o);
  38                 else if (o instanceof NonTerminalNode) {
  39                     NonTerminalNode nt = (NonTerminalNode)o;
  40                     if (this.get(nt.name)!=null)
  41                         throw new RuntimeException("duplicate definition of nonterminal \""+nt.name+"\"");
  42                     this.put(nt.name, nt);
  43                 }
  44                 else if (o instanceof GrammarNode) add(((GrammarNode)o).getNonTerminals());
  45             }
  46         }
  47         public String toString() {
  48             String ret = "[ ";
  49             for(NonTerminalNode nt : values()) ret += nt + ", ";
  50             return ret + " ]";
  51         }
  52         public Union build(String s, Grammar.Bindings rm) {
  53             Context cx = new Context(this,rm);
  54             Union u = null;
  55             for(MetaGrammarBindings.NonTerminalNode nt : values()) {
  56                 Union el = (Union)cx.get(nt.name);
  57                 StringBuffer st = new StringBuffer();
  58                 el.toString(st);
  59                 if (nt.name.equals(s)) u = el;
  60             }
  61             return u;
  62         }
  63     }
  64
  65     public abstract static class UnionNode extends ElementNode {
  66         public Seq[][] sequences;
  67         public void build(Context cx, Union u, NonTerminalNode cnt) {
  68             HashSet<Sequence> bad2 = new HashSet<Sequence>();
  69             for(int i=0; i<sequences.length; i++) {
  70                 Seq[] group = sequences[i];
  71                 Union u2 = new Union();
  72                 if (sequences.length==1) u2 = u;
  73                 for(int j=0; j<group.length; j++) {
  74                     group[j].build(cx, u2, false, cnt);
  75                 }
  76                 if (sequences.length==1) break;
  77                 Sequence seq = Sequence.singleton(u2);
  78                 for(Sequence s : bad2) {
  79                     s.lame = true;
  80                     seq = seq.not(s);
  81                 }
  82                 u.add(seq);
  83                 bad2.add(Sequence.singleton(u2));
  84             }
  85         }
  86     }
  87
  88     public static @bind.as("#import") GrammarNode poundimport(String fileName, String as) {
  89         if (as==null) as = "";
  90         else if ("".equals(as)) { }
  91         else as = as +".";
  92
  93         try {
  94             Tree t = new CharParser(MetaGrammar.newInstance()).parse(new FileInputStream("tests/"+fileName)).expand1();
  95             TreeFunctor<Object,Object> red = (TreeFunctor<Object,Object>)t.head();
  96             String oldprefix = prefix;
  97             prefix = as;
  98             GrammarNode gn = (GrammarNode)red.invoke(t);
  99             prefix = oldprefix;
 100             return gn;
 101         } catch (Exception e) {
 102             e.printStackTrace();
 103             throw new RuntimeException(e);
 104         }
 105     }
 106
 107     public static class NonTerminalNode extends UnionNode {
 108         public boolean rep;
 109         public String  name = null;
 110         public String sep = null;
 111         public NonTerminalNode[] getNonTerminals() { return new NonTerminalNode[] { this }; }
 112         public @bind.as("NonTerminal") NonTerminalNode(@bind.arg String name, @bind.arg Seq[][] sequences) {
 113             this(name, sequences, false); }
 114         public NonTerminalNode(String name, Seq[][] sequences, boolean rep) { this(name, sequences, rep, null); }
 115         public NonTerminalNode(String name, Seq[][] sequences, boolean rep, String sep) {
 116             this.name = prefix + name;
 117             this.sequences = sequences;
 118             this.rep = rep;
 119             this.sep = sep==null?null:(prefix + sep);
 120         }
 121         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) { return cx.get(name); }
 122         public void build(Context cx, Union u, NonTerminalNode cnt) {
 123             if (!rep) { super.build(cx, u, this); return; }
 124             HashSet<Sequence> bad2 = new HashSet<Sequence>();
 125
 126             Union urep = new Union();
 127             urep.add(Sequence.empty);
 128             if (sep != null)
 129                 urep.add(Sequence.singleton(new Element[] { cx.get(sep), u }, 1));
 130             else
 131                 urep.add(Sequence.singleton(new Element[] { u }, 0));
 132
 133             for(int i=0; i<sequences.length; i++) {
 134                 Seq[] group = sequences[i];
 135                 Union u2 = new Union();
 136                 if (sequences.length==1) u2 = u;
 137                 for(int j=0; j<group.length; j++) {
 138                     Union u3 = new Union();
 139                     group[j].build(cx, u3, false, this);
 140                     Sequence s = Sequence.unwrap(new Element[] { u3, urep },
 141                                                  cx.rm.repeatTag(),
 142                                                  new boolean[] { false, false });
 143                     u2.add(s);
 144                 }
 145                 if (sequences.length==1) break;
 146                 Sequence seq = Sequence.singleton(u2);
 147                 for(Sequence s : bad2) {
 148                     s.lame = true;
 149                     seq = seq.not(s);
 150                 }
 151                 u.add(seq);
 152                 bad2.add(Sequence.singleton(u2));
 153             }
 154         }
 155     }
 156
 157     public static @bind.as("=") NonTerminalNode go(@bind.arg String name, @bind.arg Seq[][] sequences) {
 158         return new NonTerminalNode(name, sequences, true); }
 159     public static @bind.as("=") NonTerminalNode go(@bind.arg String name, @bind.arg String sep, @bind.arg Seq[][] sequences) {
 160         return new NonTerminalNode(name, sequences, true, sep); }
 161
 162     public static class AnonUnionNode extends UnionNode {
 163         public @bind.as("(") AnonUnionNode(Seq[][] sequences) {
 164             this.sequences = sequences;
 165         }
 166         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) {
 167             Union ret = new Union();
 168             build(cx, ret, cnt);
 169             return ret;
 170         }
 171     }
 172
 173     public static class Range {
 174         public @bind Range(char only) { first = only; last = only; }
 175         public @bind Range(char first, char last) { this.first = first; this.last = last; }
 176         public char first;
 177         public char last;
 178     }
 179
 180     public static /*abstract*/ class Seq {
 181         HashSet<Seq> and = new HashSet<Seq>();
 182         HashSet<Seq> not = new HashSet<Seq>();
 183         ElementNode[] elements;
 184         ElementNode follow;
 185         String tag = null;
 186         boolean lame;
 187         public void append(ElementNode e) {
 188             ElementNode[] elements = new ElementNode[this.elements.length+1];
 189             System.arraycopy(this.elements, 0, elements, 0, this.elements.length);
 190             this.elements = elements;
 191             elements[elements.length-1] = e;
 192         }
 193         public Seq(ElementNode e) { this(new ElementNode[] { e }); }
 194         public Seq(ElementNode[] elements) { this.elements = elements; }
 195         public Seq tag(String tag) { this.tag = prefix+tag; return this; }
 196         public Seq follow(ElementNode follow) { this.follow = follow; return this; }
 197         public Seq dup() {
 198             Seq ret = new Seq(elements);
 199             ret.and.addAll(and);
 200             ret.not.addAll(not);
 201             ret.follow = follow;
 202             ret.tag = prefix+tag;
 203             return ret;
 204         }
 205         public Seq and(Seq s) { and.add(s); s.lame = true; return this; }
 206         public Seq andnot(Seq s) { not.add(s); s.lame = true; return this; }
 207         public Seq separate(ElementNode sep) {
 208             ElementNode[] elements = new ElementNode[this.elements.length * 2 - 1];
 209             for(int i=0; i<this.elements.length; i++) {
 210                 elements[i*2]   = this.elements[i];
 211                 if (i<this.elements.length-1)
 212                     elements[i*2+1] = new Drop(sep);
 213             }
 214             this.elements = elements;
 215             return this;
 216         }
 217         public Sequence build(Context cx, Union u, boolean lame, NonTerminalNode cnt) {
 218             Sequence ret = build0(cx, lame || this.lame, cnt);
 219             for(Seq s : and) { Sequence dork = s.build(cx, u, true, cnt); ret = ret.and(dork); }
 220             for(Seq s : not) { Sequence dork = s.build(cx, u, true, cnt); ret = ret.not(dork); }
 221             u.add(ret);
 222             ret.lame = lame;
 223             return ret;
 224         }
 225         public Sequence build0(Context cx, boolean lame, NonTerminalNode cnt) {
 226             boolean dropAll = lame;
 227             if (tag!=null && tag.endsWith("()")) dropAll = true;
 228             boolean[] drops = new boolean[elements.length];
 229             Element[] els = new Element[elements.length];
 230             for(int i=0; i<elements.length; i++) {
 231                 drops[i]  = elements[i].drop();
 232                 els[i] = elements[i].build(cx, cnt);
 233                 if (elements[i].getOwnerTag() != null)
 234                     tag = elements[i].getOwnerTag();
 235             }
 236             Sequence ret = null;
 237             if (dropAll)     ret = Sequence.drop(els, false);
 238             else {
 239                 Production prod = new Production(tag, (cnt==null?null:cnt.name), els, drops);
 240                 ret = cx.rm.createSequence(prod);
 241                 if (ret == null) {
 242                     int idx = -1;
 243                     for(int i=0; i<els.length; i++)
 244                         if (!drops[i])
 245                             if (idx==-1) idx = i;
 246                             else throw new Error("multiple non-dropped elements in sequence: " + Sequence.drop(els,false));
 247                     if (idx != -1) ret = Sequence.singleton(els, idx);
 248                     else           ret = Sequence.drop(els, false);
 249                 }
 250             }
 251             if (this.follow != null)
 252                 ret.follow = infer(this.follow.build(cx, null));
 253             ret.lame = this.lame;
 254             return ret;
 255         }
 256     }
 257     public static @bind.as("&")   Seq  and2(Seq s,        Seq a) { return s.and(a); }
 258     public static @bind.as("&~")  Seq  andnot2(Seq s,     Seq a) { return s.andnot(a); }
 259     public static @bind.as("->")  Seq  arrow(Seq s, ElementNode e)                { return s.follow(e); }
 260     public static @bind.as("::")  Seq  tag(String tagname, Seq s)        { return s.tag(tagname); }
 261     public static @bind.as("/")   Seq  slash(Seq s, ElementNode e)                { return s.separate(e); }
 262
 263     public static Seq  seq(ElementNode[] elements)               { return new Seq(elements); }
 264     public static @bind.as("Elements")  Seq  seq2(ElementNode[] elements)               { return new Seq(elements); }
 265     public static @bind.as        Seq  psx(Seq s)                        { return s; }
 266     public static @bind.as(":")   ElementNode   colon(String s, ElementNode e)             { return new Label(s, e); }
 267     public static @bind.as(")")   void close(String foo)                 { throw new Error("not supported"); }
 268     public static @bind.as("()")  ElementNode   epsilon()                         { return new Constant(epsilon); }
 269
 270     private static Union epsilon = new Union("()");
 271     static { epsilon.add(Sequence.empty); }
 272
 273     public static class NonTerminalReferenceNode extends ElementNode {
 274         public String nonTerminal;
 275         public NonTerminalReferenceNode() { }
 276         public @bind.as("NonTerminalReference") NonTerminalReferenceNode(String nonTerminal) {
 277             this.nonTerminal = prefix + nonTerminal;
 278         }
 279         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) {
 280             if (!this.nonTerminal.startsWith(prefix)) nonTerminal = prefix + nonTerminal;
 281             Element ret = cx.get(nonTerminal);
 282             if (ret == null) throw new RuntimeException("unknown nonterminal \""+nonTerminal+"\"");
 283             return ret;
 284         }
 285     }
 286
 287     public static class Literal extends Constant {
 288         public @bind Literal(@bind.arg String string) { super(CharAtom.string(string)); }
 289         public boolean drop() { return true; }
 290     }
 291
 292     public static                     class CharClass            extends ElementNode {
 293         Range[] ranges;
 294         public @bind.as("[") CharClass(Range[] ranges) { this.ranges = ranges; }
 295         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) {
 296             edu.berkeley.sbp.util.Range.Set set = new edu.berkeley.sbp.util.Range.Set();
 297             for(Range r : ranges)
 298                 set.add(r.first, r.last);
 299             return CharAtom.set(set);
 300         }
 301     }
 302
 303     public static @bind.as("{")           class XTree                 extends ElementNode {
 304         public @bind.arg Seq body;
 305         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) {
 306             Union u = new Union();
 307             Sequence s = body.build(cx, u, false, null);
 308             Union u2 = new Union();
 309             u2.add(Sequence.singleton(new Element[] {
 310                 CharAtom.leftBrace,
 311                 cx.get("ws"),
 312                 u,
 313                 cx.get("ws"),
 314                 CharAtom.rightBrace
 315             }, 2));
 316             return u2;
 317         }
 318     }
 319
 320     public static class Rep extends ElementNode {
 321         public ElementNode e, sep;
 322         public boolean zero, many, max;
 323         public Rep(ElementNode e, ElementNode sep, boolean zero, boolean many, boolean max) {
 324             this.e = e; this.sep = sep; this.zero = zero; this.many = many; this.max = max;}
 325         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) {
 326             return (!max)
 327                 ? Sequence.repeat(e.build(cx, null), zero, many, sep==null ? null : sep.build(cx, null), cx.rm.repeatTag())
 328                 : sep==null
 329                 ? Sequence.repeatMaximal(infer(e.build(cx, null)), zero, many, cx.rm.repeatTag())
 330                 : Sequence.repeatMaximal(e.build(cx, null), zero, many, infer(sep.build(cx, null)), cx.rm.repeatTag());
 331         }
 332     }
 333
 334     // FIXME: it would be nice if we could hoist this into "Rep"
 335     public static @bind.as("++")  ElementNode plusmax(final ElementNode e)
 336     { return new Rep(e, null, false, true, true); }
 337     public static @bind.as("+")   ElementNode plus(final ElementNode e)
 338     { return new Rep(e, null, false, true, false); }
 339     public static @bind.as("++/") ElementNode plusmaxfollow(final ElementNode e, final ElementNode sep)
 340     { return new Rep(e, sep,  false, true, true); }
 341     public static @bind.as("+/")  ElementNode plusfollow(final ElementNode e, final ElementNode sep)
 342     { return new Rep(e, sep,  false, true, false); }
 343     public static @bind.as("**")  ElementNode starmax(final ElementNode e)
 344     { return new Rep(e, null, true,  true, true); }
 345     public static @bind.as("*")   ElementNode star(final ElementNode e)
 346     { return new Rep(e, null, true,  true, false); }
 347     public static @bind.as("**/") ElementNode starmaxfollow(final ElementNode e, final ElementNode sep)
 348     { return new Rep(e, sep,  true,  true, true); }
 349     public static @bind.as("*/")  ElementNode starfollow(final ElementNode e, final ElementNode sep)
 350     { return new Rep(e, sep,  true,  true, false); }
 351     public static @bind.as("?")   ElementNode question(final ElementNode e)
 352     { return new Rep(e, null, true,  true, false); }
 353     public static @bind.as("!")   ElementNode bang(final ElementNode e)
 354     { return new Drop(e); }
 355
 356     public static @bind.as("^")   ElementNode caret(final String s) {
 357         final String thePrefix = prefix;
 358         return new Constant(CharAtom.string(s)) {
 359                 public String getOwnerTag() { return thePrefix+s; }
 360                 public boolean drop() { return true; }
 361             };
 362     }
 363
 364     public static @bind.as("~")   ElementNode tilde(final ElementNode e) {
 365         return new PostProcess(e) {
 366                 public Element postProcess(Element e) {
 367                     return infer((Topology<Character>)Atom.toAtom(e).complement().minus(CharAtom.braces));
 368                 } }; }
 369
 370     public static @bind.as("Word")        String word(String s) { return s; }
 371     public static @bind.as("Quoted")      String quoted(String s) { return s; }
 372     public static @bind.as("escaped")     String c(char c) { return c+""; }
 373     public static @bind.as("EmptyString") String emptystring() { return ""; }
 374     public static @bind.as("\n")          String retur() { return "\n"; }
 375     public static @bind.as("\r")          String lf() { return "\r"; }
 376
 377     static Atom infer(Element e)  { return infer((Topology<Character>)Atom.toAtom(e)); }
 378     static Atom infer(Topology<Character> t) { return new CharAtom(new CharTopology(t)); }
 379
 380     public static class Context {
 381         public HashMap<String,Union> map = new HashMap<String,Union>();
 382         public GrammarNode grammar;
 383         public String cnt = null;
 384         public Grammar.Bindings rm;
 385         public Context(GrammarNode g, Grammar.Bindings rm) {
 386             this.grammar = g;
 387             this.rm = rm;
 388         }
 389         public Union build() {
 390             Union ret = null;
 391             for(NonTerminalNode nt : grammar.values()) {
 392                 Union u = get(nt.name);
 393                 if ("s".equals(nt.name))
 394                     ret = u;
 395             }
 396             return ret;
 397         }
 398         public Context(Tree t, Grammar.Bindings rm) {
 399             this.rm = rm;
 400             TreeFunctor<Object,Object> red = (TreeFunctor<Object,Object>)t.head();
 401             this.grammar = (GrammarNode)red.invoke(t);
 402         }
 403         public Union peek(String name) { return map.get(name); }
 404         public void  put(String name, Union u) { map.put(name, u); }
 405         public Union get(String name) {
 406             Union ret = map.get(name);
 407             if (ret != null) return ret;
 408             ret = new Union(name);
 409             map.put(name, ret);
 410             NonTerminalNode nt = grammar.get(name);
 411             if (nt==null) {
 412                 throw new Error("warning could not find " + name);
 413             } else {
 414                 String old = cnt;
 415                 cnt = name;
 416                 nt.build(this, ret, nt);
 417                 cnt = old;
 418             }
 419             return ret;
 420         }
 421
 422     }
 423
 424     public static abstract class ElementNode {
 425         public String getLabel() { return null; }
 426         public String getOwnerTag() { return null; }
 427         public boolean drop() { return false; }
 428         public abstract Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt);
 429     }
 430
 431     public static abstract class ElementNodeWrapper extends ElementNode {
 432         protected ElementNode _e;
 433         public ElementNodeWrapper(ElementNode e) { this._e = e; }
 434         public String getLabel() { return _e.getLabel(); }
 435         public String getOwnerTag() { return _e.getOwnerTag(); }
 436         public boolean drop() { return _e.drop(); }
 437         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) { return _e.build(cx, cnt); }
 438     }
 439
 440     public static class Constant extends ElementNode {
 441         Element constant;
 442         public Constant(Element constant) { this.constant = constant; }
 443         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) { return constant; }
 444     }
 445
 446     public abstract static class PostProcess extends ElementNodeWrapper {
 447         ElementNode e;
 448         public PostProcess(ElementNode e) { super(e); }
 449         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) { return postProcess(_e.build(cx, cnt)); }
 450         public abstract Element postProcess(Element e);
 451     }
 452
 453     public static class Drop extends ElementNodeWrapper {
 454         public Drop(ElementNode e) { super(e); }
 455         public boolean drop() { return true; }
 456     }
 457
 458     public static class Label extends ElementNodeWrapper {
 459         public String label;
 460         public Label(String label, ElementNode e) { super(e); this.label = label; }
 461         public String getLabel() { return label; }
 462     }
 463 }