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 {
  14
  15     /** A grammar (a set of nonterminals) */
  16     public static class GrammarNode extends HashMap<String,NonTerminalNode> {
  17         public @bind.as("Grammar") GrammarNode(NonTerminalNode[] nonterminals) {
  18             for(NonTerminalNode nt : nonterminals) this.put(nt.name, nt); }
  19         public String toString() {
  20             String ret = "[ ";
  21             for(NonTerminalNode nt : values()) ret += nt + ", ";
  22             return ret + " ]";
  23         }
  24         public Union build(String s, GrammarBindingResolver rm) {
  25             Context cx = new Context(this,rm);
  26             Union u = null;
  27             for(MetaGrammarBindings.NonTerminalNode nt : values()) {
  28                 Union el = (Union)cx.get(nt.name);
  29                 StringBuffer st = new StringBuffer();
  30                 el.toString(st);
  31                 if (nt.name.equals(s)) u = el;
  32             }
  33             return u;
  34         }
  35     }
  36
  37     public abstract static class UnionNode extends ElementNode {
  38         public Seq[][] sequences;
  39         public void build(Context cx, Union u, NonTerminalNode cnt) {
  40             HashSet<Sequence> bad2 = new HashSet<Sequence>();
  41             for(int i=0; i<sequences.length; i++) {
  42                 Seq[] group = sequences[i];
  43                 Union u2 = new Union();
  44                 if (sequences.length==1) u2 = u;
  45                 for(int j=0; j<group.length; j++) {
  46                     group[j].build(cx, u2, false, cnt);
  47                 }
  48                 if (sequences.length==1) break;
  49                 Sequence seq = Sequence.singleton(u2);
  50                 for(Sequence s : bad2) {
  51                     s.lame = true;
  52                     seq = seq.not(s);
  53                 }
  54                 u.add(seq);
  55                 bad2.add(Sequence.singleton(u2));
  56             }
  57         }
  58     }
  59
  60     public static class NonTerminalNode extends UnionNode {
  61         public boolean rep;
  62         public String  name = null;
  63         public String sep = null;
  64         public @bind.as("NonTerminal") NonTerminalNode(@bind.arg String name, @bind.arg Seq[][] sequences) { this(name, sequences, false); }
  65         public NonTerminalNode(String name, Seq[][] sequences, boolean rep) { this(name, sequences, rep, null); }
  66         public NonTerminalNode(String name, Seq[][] sequences, boolean rep, String sep) {
  67             this.name = name;
  68             this.sequences = sequences;
  69             this.rep = rep;
  70             this.sep = sep;
  71         }
  72         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) { return cx.get(name); }
  73         public void build(Context cx, Union u, NonTerminalNode cnt) {
  74             if (!rep) { super.build(cx, u, this); return; }
  75             HashSet<Sequence> bad2 = new HashSet<Sequence>();
  76
  77             Union urep = new Union();
  78             urep.add(Sequence.empty);
  79             urep.add(Sequence.singleton(new Element[] { cx.get(sep), u }, 1));
  80
  81             for(int i=0; i<sequences.length; i++) {
  82                 Seq[] group = sequences[i];
  83                 Union u2 = new Union();
  84                 if (sequences.length==1) u2 = u;
  85                 for(int j=0; j<group.length; j++) {
  86                     Union u3 = new Union();
  87                     group[j].build(cx, u3, false, this);
  88                     Sequence s = Sequence.unwrap(new Element[] { u3, urep },
  89                                                  cx.rm.repeatTag(),
  90                                                  new boolean[] { false, false });
  91                     u2.add(s);
  92                 }
  93                 if (sequences.length==1) break;
  94                 Sequence seq = Sequence.singleton(u2);
  95                 for(Sequence s : bad2) {
  96                     s.lame = true;
  97                     seq = seq.not(s);
  98                 }
  99                 u.add(seq);
 100                 bad2.add(Sequence.singleton(u2));
 101             }
 102         }
 103     }
 104     public static @bind.as("=") NonTerminalNode go(@bind.arg String name, @bind.arg Seq[][] sequences) { return new NonTerminalNode(name, sequences, true); }
 105     public static @bind.as("=") NonTerminalNode go(@bind.arg String name, @bind.arg String sep, @bind.arg Seq[][] sequences) {
 106         return new NonTerminalNode(name, sequences, true, sep);
 107     }
 108
 109     public static class AnonUnionNode extends UnionNode {
 110         public @bind.as("(") AnonUnionNode(Seq[][] sequences) {
 111             this.sequences = sequences;
 112         }
 113         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) {
 114             Union ret = new Union();
 115             build(cx, ret, cnt);
 116             return ret;
 117         }
 118     }
 119
 120     public static class Range {
 121         public @bind Range(char only) { first = only; last = only; }
 122         public @bind Range(char first, char last) { this.first = first; this.last = last; }
 123         public char first;
 124         public char last;
 125     }
 126
 127     public static abstract class ElementNode {
 128         public String getLabel() { return null; }
 129         public String getOwnerTag() { return null; }
 130         public boolean drop() { return false; }
 131         public abstract Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt);
 132     }
 133
 134     public static class Drop extends ElementNode {
 135         public ElementNode e;
 136         public Drop(ElementNode e) { this.e = e; }
 137         public String getLabel() { return null; }
 138         public boolean drop() { return true; }
 139         public String getOwnerTag() { return e.getOwnerTag(); }
 140         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) { return e.build(cx, cnt); }
 141     }
 142
 143     public static class Label extends ElementNode {
 144         public String label;
 145         public ElementNode e;
 146         public Label(String label, ElementNode e) { this.e = e; this.label = label; }
 147         public String getLabel() { return label; }
 148         public String getOwnerTag() { return e.getOwnerTag(); }
 149         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) { return e.build(cx, cnt); }
 150     }
 151
 152     public static /*abstract*/ class Seq {
 153         HashSet<Seq> and = new HashSet<Seq>();
 154         HashSet<Seq> not = new HashSet<Seq>();
 155         ElementNode[] elements;
 156         ElementNode follow;
 157         String tag = null;
 158         boolean lame;
 159         public void append(ElementNode e) {
 160             ElementNode[] elements = new ElementNode[this.elements.length+1];
 161             System.arraycopy(this.elements, 0, elements, 0, this.elements.length);
 162             this.elements = elements;
 163             elements[elements.length-1] = e;
 164         }
 165         public Seq(ElementNode e) { this(new ElementNode[] { e }); }
 166         public Seq(ElementNode[] elements) { this.elements = elements; }
 167         public Seq tag(String tag) { this.tag = tag; return this; }
 168         public Seq follow(ElementNode follow) { this.follow = follow; return this; }
 169         public Seq dup() {
 170             Seq ret = new Seq(elements);
 171             ret.and.addAll(and);
 172             ret.not.addAll(not);
 173             ret.follow = follow;
 174             ret.tag = tag;
 175             return ret;
 176         }
 177         public Seq and(Seq s) { and.add(s); s.lame = true; return this; }
 178         public Seq andnot(Seq s) { not.add(s); s.lame = true; return this; }
 179         public Seq separate(ElementNode sep) {
 180             ElementNode[] elements = new ElementNode[this.elements.length * 2 - 1];
 181             for(int i=0; i<this.elements.length; i++) {
 182                 elements[i*2]   = this.elements[i];
 183                 if (i<this.elements.length-1)
 184                     elements[i*2+1] = new Drop(sep);
 185             }
 186             this.elements = elements;
 187             return this;
 188         }
 189         public Sequence build(Context cx, Union u, boolean lame, NonTerminalNode cnt) {
 190             Sequence ret = build0(cx, lame || this.lame, cnt);
 191             for(Seq s : and) { Sequence dork = s.build(cx, u, true, cnt); ret = ret.and(dork); }
 192             for(Seq s : not) { Sequence dork = s.build(cx, u, true, cnt); ret = ret.not(dork); }
 193             u.add(ret);
 194             ret.lame = lame;
 195             return ret;
 196         }
 197         public Sequence build0(Context cx, boolean lame, NonTerminalNode cnt) {
 198             boolean dropAll = lame;
 199             if (tag!=null && "()".equals(tag)) dropAll = true;
 200             boolean[] drops = new boolean[elements.length];
 201             Element[] els = new Element[elements.length];
 202             for(int i=0; i<elements.length; i++) {
 203                 drops[i]  = elements[i].drop();
 204                 els[i] = elements[i].build(cx, cnt);
 205                 if (elements[i].getOwnerTag() != null)
 206                     tag = elements[i].getOwnerTag();
 207             }
 208             Sequence ret = null;
 209             if (dropAll)     ret = Sequence.drop(els, false);
 210             else {
 211                 ret = cx.rm.tryResolveTag(tag, cnt==null?null:cnt.name, els, drops);
 212                 if (ret == null) {
 213                     int idx = -1;
 214                     for(int i=0; i<els.length; i++)
 215                         if (!drops[i])
 216                             if (idx==-1) idx = i;
 217                             else throw new Error("multiple non-dropped elements in sequence: " + Sequence.drop(els,false));
 218                     if (idx != -1) ret = Sequence.singleton(els, idx);
 219                     else           ret = Sequence.drop(els, false);
 220                 }
 221             }
 222             if (this.follow != null)
 223                 ret.follow = infer(this.follow.build(cx, null));
 224             ret.lame = this.lame;
 225             return ret;
 226         }
 227     }
 228     public static @bind.as("&")   Seq  and2(Seq s,        Seq a) { return s.and(a); }
 229     public static @bind.as("&~")  Seq  andnot2(Seq s,     Seq a) { return s.andnot(a); }
 230     public static @bind.as("->")  Seq  arrow(Seq s, ElementNode e)                { return s.follow(e); }
 231     public static @bind.as("::")  Seq  tag(String tagname, Seq s)        { return s.tag(tagname); }
 232     public static @bind.as("/")   Seq  slash(Seq s, ElementNode e)                { return s.separate(e); }
 233
 234     public static Seq  seq(ElementNode[] elements)               { return new Seq(elements); }
 235     public static @bind.as("Elements")  Seq  seq2(ElementNode[] elements)               { return new Seq(elements); }
 236     public static @bind.as        Seq  psx(Seq s)                        { return s; }
 237     public static @bind.as(":")   ElementNode   colon(String s, ElementNode e)             { return new Label(s, e); }
 238     public static @bind.as(")")   void close(String foo)                 { throw new Error("not supported"); }
 239     public static @bind.as("()")  ElementNode   epsilon()                         { return new Constant(Union.epsilon); }
 240
 241     public static @bind.as("NonTerminalReference") class NonTerminalReferenceNode extends ElementNode {
 242         public @bind.arg String nonTerminal;
 243         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) {
 244             Element ret = cx.get(nonTerminal);
 245             if (ret == null) throw new RuntimeException("unkown nonterminal \""+nonTerminal+"\"");
 246             return ret;
 247         }
 248     }
 249
 250     public static class Literal extends Constant {
 251         public @bind Literal(@bind.arg String string) { super(CharRange.string(string)); }
 252         public boolean drop() { return true; }
 253     }
 254
 255     public static                     class CharClass            extends ElementNode {
 256         Range[] ranges;
 257         public @bind.as("[") CharClass(Range[] ranges) { this.ranges = ranges; }
 258         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) {
 259             edu.berkeley.sbp.util.Range.Set set = new edu.berkeley.sbp.util.Range.Set();
 260             for(Range r : ranges)
 261                 set.add(r.first, r.last);
 262             return CharRange.set(set);
 263         }
 264     }
 265
 266     public static @bind.as("{")           class XTree                 extends ElementNode {
 267         public @bind.arg Seq body;
 268         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) {
 269             Union u = new Union();
 270             Sequence s = body.build(cx, u, false, null);
 271             Union u2 = new Union();
 272             u2.add(Sequence.singleton(new Element[] {
 273                 CharRange.leftBrace,
 274                 cx.get("ws"),
 275                 u,
 276                 cx.get("ws"),
 277                 CharRange.rightBrace
 278             }, 2));
 279             return u2;
 280         }
 281     }
 282
 283     public static class Rep extends ElementNode {
 284         public ElementNode e, sep;
 285         public boolean zero, many, max;
 286         public Rep(ElementNode e, ElementNode sep, boolean zero, boolean many, boolean max) {
 287             this.e = e; this.sep = sep; this.zero = zero; this.many = many; this.max = max;}
 288         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) {
 289             return (!max)
 290                 ? Sequence.repeat(e.build(cx, null),        zero, many, sep==null ? null : sep.build(cx, null), cx.rm.repeatTag())
 291                 : sep==null
 292                 ? Sequence.repeatMaximal(infer(e.build(cx, null)), zero, many,                                   cx.rm.repeatTag())
 293                 : Sequence.repeatMaximal(e.build(cx, null),                    zero, many, infer(sep.build(cx, null)), cx.rm.repeatTag());
 294         }
 295     }
 296     public static class Constant extends ElementNode {
 297         Element constant;
 298         public Constant(Element constant) { this.constant = constant; }
 299         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) { return constant; }
 300     }
 301     public abstract static class PostProcess extends ElementNode {
 302         ElementNode e;
 303         public PostProcess(ElementNode e) { this.e = e; }
 304         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) { return postProcess(e.build(cx, cnt)); }
 305         public abstract Element postProcess(Element e);
 306     }
 307
 308     // FIXME: it would be nice if we could hoist this into "Rep"
 309     public static @bind.as("++")  ElementNode plusmax(final ElementNode e)                     { return new Rep(e, null, false, true, true); }
 310     public static @bind.as("+")   ElementNode plus(final ElementNode e)                        { return new Rep(e, null, false, true, false); }
 311     public static @bind.as("++/") ElementNode plusmaxfollow(final ElementNode e, final ElementNode sep) { return new Rep(e, sep,  false, true, true); }
 312     public static @bind.as("+/")  ElementNode plusfollow(final ElementNode e, final ElementNode sep)    { return new Rep(e, sep,  false, true, false); }
 313     public static @bind.as("**")  ElementNode starmax(final ElementNode e)                     { return new Rep(e, null, true,  true, true); }
 314     public static @bind.as("*")   ElementNode star(final ElementNode e)                        { return new Rep(e, null, true,  true, false); }
 315     public static @bind.as("**/") ElementNode starmaxfollow(final ElementNode e, final ElementNode sep) { return new Rep(e, sep,  true,  true, true); }
 316     public static @bind.as("*/")  ElementNode starfollow(final ElementNode e, final ElementNode sep)    { return new Rep(e, sep,  true,  true, false); }
 317     public static @bind.as("?")   ElementNode question(final ElementNode e)                    { return new Rep(e, null, true,  true, false); }
 318
 319     public static @bind.as("!")   ElementNode bang(final ElementNode e)                        { return new Drop(e); }
 320
 321     public static @bind.as("^")   ElementNode caret(final String s) {
 322         return new Drop(new Constant(CharRange.string(s)) {
 323                 public String getOwnerTag() { return s; }
 324             });
 325     }
 326
 327     public static @bind.as("~")   ElementNode tilde(final ElementNode e) {
 328         return new PostProcess(e) {
 329                 public Element postProcess(Element e) {
 330                     return infer((Topology<Character>)Atom.toAtom(e).complement());
 331                 } }; }
 332
 333     public static @bind.as("Word")        String word(String s) { return s; }
 334     public static @bind.as("Quoted")      String quoted(String s) { return s; }
 335     public static @bind.as("escaped")     String c(char c) { return c+""; }
 336     public static @bind.as("EmptyString") String emptystring() { return ""; }
 337     public static @bind.as("\n")          String retur() { return "\n"; }
 338     public static @bind.as("\r")          String lf() { return "\r"; }
 339
 340     static Atom infer(Element e)  { return infer((Topology<Character>)Atom.toAtom(e)); }
 341     static Atom infer(Topology<Character> t) { return new CharRange(new CharTopology(t)); }
 342
 343     public static class Context {
 344         public HashMap<String,Union> map = new HashMap<String,Union>();
 345         public GrammarNode grammar;
 346         public String cnt = null;
 347         public GrammarBindingResolver rm;
 348         public Context(GrammarNode g, GrammarBindingResolver rm) {
 349             this.grammar = g;
 350             this.rm = rm;
 351         }
 352         public Union build() {
 353             Union ret = null;
 354             for(NonTerminalNode nt : grammar.values()) {
 355                 Union u = get(nt.name);
 356                 if ("s".equals(nt.name))
 357                     ret = u;
 358             }
 359             return ret;
 360         }
 361         public Context(Tree t, GrammarBindingResolver rm) {
 362             this.rm = rm;
 363             Tree.TreeFunctor<Object,Object> red = (Tree.TreeFunctor<Object,Object>)t.head();
 364             this.grammar = (GrammarNode)red.invoke(t.children());
 365         }
 366         public Union peek(String name) { return map.get(name); }
 367         public void  put(String name, Union u) { map.put(name, u); }
 368         public Union get(String name) {
 369             Union ret = map.get(name);
 370             if (ret != null) return ret;
 371             ret = new Union(name);
 372             map.put(name, ret);
 373             NonTerminalNode nt = grammar.get(name);
 374             if (nt==null) {
 375                 System.err.println("*** warning could not find " + name);
 376             } else {
 377                 String old = cnt;
 378                 cnt = name;
 379                 nt.build(this, ret, nt);
 380                 cnt = old;
 381             }
 382             return ret;
 383         }
 384
 385     }
 386
 387 }