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) {
  19                 if (this.get(nt.name)!=null)
  20                     throw new RuntimeException("duplicate definition of nonterminal \""+nt.name+"\"");
  21                 this.put(nt.name, nt);
  22             }
  23         }
  24         public String toString() {
  25             String ret = "[ ";
  26             for(NonTerminalNode nt : values()) ret += nt + ", ";
  27             return ret + " ]";
  28         }
  29         public Union build(String s, GrammarBindingResolver rm) {
  30             Context cx = new Context(this,rm);
  31             Union u = null;
  32             for(MetaGrammarBindings.NonTerminalNode nt : values()) {
  33                 Union el = (Union)cx.get(nt.name);
  34                 StringBuffer st = new StringBuffer();
  35                 el.toString(st);
  36                 if (nt.name.equals(s)) u = el;
  37             }
  38             return u;
  39         }
  40     }
  41
  42     public abstract static class UnionNode extends ElementNode {
  43         public Seq[][] sequences;
  44         public void build(Context cx, Union u, NonTerminalNode cnt) {
  45             HashSet<Sequence> bad2 = new HashSet<Sequence>();
  46             for(int i=0; i<sequences.length; i++) {
  47                 Seq[] group = sequences[i];
  48                 Union u2 = new Union();
  49                 if (sequences.length==1) u2 = u;
  50                 for(int j=0; j<group.length; j++) {
  51                     group[j].build(cx, u2, false, cnt);
  52                 }
  53                 if (sequences.length==1) break;
  54                 Sequence seq = Sequence.singleton(u2);
  55                 for(Sequence s : bad2) {
  56                     s.lame = true;
  57                     seq = seq.not(s);
  58                 }
  59                 u.add(seq);
  60                 bad2.add(Sequence.singleton(u2));
  61             }
  62         }
  63     }
  64
  65     public static class NonTerminalNode extends UnionNode {
  66         public boolean rep;
  67         public String  name = null;
  68         public String sep = null;
  69         public @bind.as("NonTerminal") NonTerminalNode(@bind.arg String name, @bind.arg Seq[][] sequences) { this(name, sequences, false); }
  70         public NonTerminalNode(String name, Seq[][] sequences, boolean rep) { this(name, sequences, rep, null); }
  71         public NonTerminalNode(String name, Seq[][] sequences, boolean rep, String sep) {
  72             this.name = name;
  73             this.sequences = sequences;
  74             this.rep = rep;
  75             this.sep = sep;
  76         }
  77         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) { return cx.get(name); }
  78         public void build(Context cx, Union u, NonTerminalNode cnt) {
  79             if (!rep) { super.build(cx, u, this); return; }
  80             HashSet<Sequence> bad2 = new HashSet<Sequence>();
  81
  82             Union urep = new Union();
  83             urep.add(Sequence.empty);
  84             urep.add(Sequence.singleton(new Element[] { cx.get(sep), u }, 1));
  85
  86             for(int i=0; i<sequences.length; i++) {
  87                 Seq[] group = sequences[i];
  88                 Union u2 = new Union();
  89                 if (sequences.length==1) u2 = u;
  90                 for(int j=0; j<group.length; j++) {
  91                     Union u3 = new Union();
  92                     group[j].build(cx, u3, false, this);
  93                     Sequence s = Sequence.unwrap(new Element[] { u3, urep },
  94                                                  cx.rm.repeatTag(),
  95                                                  new boolean[] { false, false });
  96                     u2.add(s);
  97                 }
  98                 if (sequences.length==1) break;
  99                 Sequence seq = Sequence.singleton(u2);
 100                 for(Sequence s : bad2) {
 101                     s.lame = true;
 102                     seq = seq.not(s);
 103                 }
 104                 u.add(seq);
 105                 bad2.add(Sequence.singleton(u2));
 106             }
 107         }
 108     }
 109     public static @bind.as("=") NonTerminalNode go(@bind.arg String name, @bind.arg Seq[][] sequences) { return new NonTerminalNode(name, sequences, true); }
 110     public static @bind.as("=") NonTerminalNode go(@bind.arg String name, @bind.arg String sep, @bind.arg Seq[][] sequences) {
 111         return new NonTerminalNode(name, sequences, true, sep);
 112     }
 113
 114     public static class AnonUnionNode extends UnionNode {
 115         public @bind.as("(") AnonUnionNode(Seq[][] sequences) {
 116             this.sequences = sequences;
 117         }
 118         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) {
 119             Union ret = new Union();
 120             build(cx, ret, cnt);
 121             return ret;
 122         }
 123     }
 124
 125     public static class Range {
 126         public @bind Range(char only) { first = only; last = only; }
 127         public @bind Range(char first, char last) { this.first = first; this.last = last; }
 128         public char first;
 129         public char last;
 130     }
 131
 132     public static abstract class ElementNode {
 133         public String getLabel() { return null; }
 134         public String getOwnerTag() { return null; }
 135         public boolean drop() { return false; }
 136         public abstract Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt);
 137     }
 138
 139     public static class Drop extends ElementNode {
 140         public ElementNode e;
 141         public Drop(ElementNode e) { this.e = e; }
 142         public String getLabel() { return null; }
 143         public boolean drop() { return true; }
 144         public String getOwnerTag() { return e.getOwnerTag(); }
 145         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) { return e.build(cx, cnt); }
 146     }
 147
 148     public static class Label extends ElementNode {
 149         public String label;
 150         public ElementNode e;
 151         public Label(String label, ElementNode e) { this.e = e; this.label = label; }
 152         public String getLabel() { return label; }
 153         public String getOwnerTag() { return e.getOwnerTag(); }
 154         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) { return e.build(cx, cnt); }
 155     }
 156
 157     public static /*abstract*/ class Seq {
 158         HashSet<Seq> and = new HashSet<Seq>();
 159         HashSet<Seq> not = new HashSet<Seq>();
 160         ElementNode[] elements;
 161         ElementNode follow;
 162         String tag = null;
 163         boolean lame;
 164         public void append(ElementNode e) {
 165             ElementNode[] elements = new ElementNode[this.elements.length+1];
 166             System.arraycopy(this.elements, 0, elements, 0, this.elements.length);
 167             this.elements = elements;
 168             elements[elements.length-1] = e;
 169         }
 170         public Seq(ElementNode e) { this(new ElementNode[] { e }); }
 171         public Seq(ElementNode[] elements) { this.elements = elements; }
 172         public Seq tag(String tag) { this.tag = tag; return this; }
 173         public Seq follow(ElementNode follow) { this.follow = follow; return this; }
 174         public Seq dup() {
 175             Seq ret = new Seq(elements);
 176             ret.and.addAll(and);
 177             ret.not.addAll(not);
 178             ret.follow = follow;
 179             ret.tag = tag;
 180             return ret;
 181         }
 182         public Seq and(Seq s) { and.add(s); s.lame = true; return this; }
 183         public Seq andnot(Seq s) { not.add(s); s.lame = true; return this; }
 184         public Seq separate(ElementNode sep) {
 185             ElementNode[] elements = new ElementNode[this.elements.length * 2 - 1];
 186             for(int i=0; i<this.elements.length; i++) {
 187                 elements[i*2]   = this.elements[i];
 188                 if (i<this.elements.length-1)
 189                     elements[i*2+1] = new Drop(sep);
 190             }
 191             this.elements = elements;
 192             return this;
 193         }
 194         public Sequence build(Context cx, Union u, boolean lame, NonTerminalNode cnt) {
 195             Sequence ret = build0(cx, lame || this.lame, cnt);
 196             for(Seq s : and) { Sequence dork = s.build(cx, u, true, cnt); ret = ret.and(dork); }
 197             for(Seq s : not) { Sequence dork = s.build(cx, u, true, cnt); ret = ret.not(dork); }
 198             u.add(ret);
 199             ret.lame = lame;
 200             return ret;
 201         }
 202         public Sequence build0(Context cx, boolean lame, NonTerminalNode cnt) {
 203             boolean dropAll = lame;
 204             if (tag!=null && "()".equals(tag)) dropAll = true;
 205             boolean[] drops = new boolean[elements.length];
 206             Element[] els = new Element[elements.length];
 207             for(int i=0; i<elements.length; i++) {
 208                 drops[i]  = elements[i].drop();
 209                 els[i] = elements[i].build(cx, cnt);
 210                 if (elements[i].getOwnerTag() != null)
 211                     tag = elements[i].getOwnerTag();
 212             }
 213             Sequence ret = null;
 214             if (dropAll)     ret = Sequence.drop(els, false);
 215             else {
 216                 ret = cx.rm.tryResolveTag(tag, cnt==null?null:cnt.name, els, drops);
 217                 if (ret == null) {
 218                     int idx = -1;
 219                     for(int i=0; i<els.length; i++)
 220                         if (!drops[i])
 221                             if (idx==-1) idx = i;
 222                             else throw new Error("multiple non-dropped elements in sequence: " + Sequence.drop(els,false));
 223                     if (idx != -1) ret = Sequence.singleton(els, idx);
 224                     else           ret = Sequence.drop(els, false);
 225                 }
 226             }
 227             if (this.follow != null)
 228                 ret.follow = infer(this.follow.build(cx, null));
 229             ret.lame = this.lame;
 230             return ret;
 231         }
 232     }
 233     public static @bind.as("&")   Seq  and2(Seq s,        Seq a) { return s.and(a); }
 234     public static @bind.as("&~")  Seq  andnot2(Seq s,     Seq a) { return s.andnot(a); }
 235     public static @bind.as("->")  Seq  arrow(Seq s, ElementNode e)                { return s.follow(e); }
 236     public static @bind.as("::")  Seq  tag(String tagname, Seq s)        { return s.tag(tagname); }
 237     public static @bind.as("/")   Seq  slash(Seq s, ElementNode e)                { return s.separate(e); }
 238
 239     public static Seq  seq(ElementNode[] elements)               { return new Seq(elements); }
 240     public static @bind.as("Elements")  Seq  seq2(ElementNode[] elements)               { return new Seq(elements); }
 241     public static @bind.as        Seq  psx(Seq s)                        { return s; }
 242     public static @bind.as(":")   ElementNode   colon(String s, ElementNode e)             { return new Label(s, e); }
 243     public static @bind.as(")")   void close(String foo)                 { throw new Error("not supported"); }
 244     public static @bind.as("()")  ElementNode   epsilon()                         { return new Constant(Union.epsilon); }
 245
 246     public static @bind.as("NonTerminalReference") class NonTerminalReferenceNode extends ElementNode {
 247         public @bind.arg String nonTerminal;
 248         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) {
 249             Element ret = cx.get(nonTerminal);
 250             if (ret == null) throw new RuntimeException("unkown nonterminal \""+nonTerminal+"\"");
 251             return ret;
 252         }
 253     }
 254
 255     public static class Literal extends Constant {
 256         public @bind Literal(@bind.arg String string) { super(CharRange.string(string)); }
 257         public boolean drop() { return true; }
 258     }
 259
 260     public static                     class CharClass            extends ElementNode {
 261         Range[] ranges;
 262         public @bind.as("[") CharClass(Range[] ranges) { this.ranges = ranges; }
 263         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) {
 264             edu.berkeley.sbp.util.Range.Set set = new edu.berkeley.sbp.util.Range.Set();
 265             for(Range r : ranges)
 266                 set.add(r.first, r.last);
 267             return CharRange.set(set);
 268         }
 269     }
 270
 271     public static @bind.as("{")           class XTree                 extends ElementNode {
 272         public @bind.arg Seq body;
 273         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) {
 274             Union u = new Union();
 275             Sequence s = body.build(cx, u, false, null);
 276             Union u2 = new Union();
 277             u2.add(Sequence.singleton(new Element[] {
 278                 CharRange.leftBrace,
 279                 cx.get("ws"),
 280                 u,
 281                 cx.get("ws"),
 282                 CharRange.rightBrace
 283             }, 2));
 284             return u2;
 285         }
 286     }
 287
 288     public static class Rep extends ElementNode {
 289         public ElementNode e, sep;
 290         public boolean zero, many, max;
 291         public Rep(ElementNode e, ElementNode sep, boolean zero, boolean many, boolean max) {
 292             this.e = e; this.sep = sep; this.zero = zero; this.many = many; this.max = max;}
 293         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) {
 294             return (!max)
 295                 ? Sequence.repeat(e.build(cx, null),        zero, many, sep==null ? null : sep.build(cx, null), cx.rm.repeatTag())
 296                 : sep==null
 297                 ? Sequence.repeatMaximal(infer(e.build(cx, null)), zero, many,                                   cx.rm.repeatTag())
 298                 : Sequence.repeatMaximal(e.build(cx, null),                    zero, many, infer(sep.build(cx, null)), cx.rm.repeatTag());
 299         }
 300     }
 301     public static class Constant extends ElementNode {
 302         Element constant;
 303         public Constant(Element constant) { this.constant = constant; }
 304         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) { return constant; }
 305     }
 306     public abstract static class PostProcess extends ElementNode {
 307         ElementNode e;
 308         public PostProcess(ElementNode e) { this.e = e; }
 309         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) { return postProcess(e.build(cx, cnt)); }
 310         public abstract Element postProcess(Element e);
 311     }
 312
 313     // FIXME: it would be nice if we could hoist this into "Rep"
 314     public static @bind.as("++")  ElementNode plusmax(final ElementNode e)                     { return new Rep(e, null, false, true, true); }
 315     public static @bind.as("+")   ElementNode plus(final ElementNode e)                        { return new Rep(e, null, false, true, false); }
 316     public static @bind.as("++/") ElementNode plusmaxfollow(final ElementNode e, final ElementNode sep) { return new Rep(e, sep,  false, true, true); }
 317     public static @bind.as("+/")  ElementNode plusfollow(final ElementNode e, final ElementNode sep)    { return new Rep(e, sep,  false, true, false); }
 318     public static @bind.as("**")  ElementNode starmax(final ElementNode e)                     { return new Rep(e, null, true,  true, true); }
 319     public static @bind.as("*")   ElementNode star(final ElementNode e)                        { return new Rep(e, null, true,  true, false); }
 320     public static @bind.as("**/") ElementNode starmaxfollow(final ElementNode e, final ElementNode sep) { return new Rep(e, sep,  true,  true, true); }
 321     public static @bind.as("*/")  ElementNode starfollow(final ElementNode e, final ElementNode sep)    { return new Rep(e, sep,  true,  true, false); }
 322     public static @bind.as("?")   ElementNode question(final ElementNode e)                    { return new Rep(e, null, true,  true, false); }
 323
 324     public static @bind.as("!")   ElementNode bang(final ElementNode e)                        { return new Drop(e); }
 325
 326     public static @bind.as("^")   ElementNode caret(final String s) {
 327         return new Drop(new Constant(CharRange.string(s)) {
 328                 public String getOwnerTag() { return s; }
 329             });
 330     }
 331
 332     public static @bind.as("~")   ElementNode tilde(final ElementNode e) {
 333         return new PostProcess(e) {
 334                 public Element postProcess(Element e) {
 335                     return infer((Topology<Character>)Atom.toAtom(e).complement().minus(CharRange.braces));
 336                 } }; }
 337
 338     public static @bind.as("Word")        String word(String s) { return s; }
 339     public static @bind.as("Quoted")      String quoted(String s) { return s; }
 340     public static @bind.as("escaped")     String c(char c) { return c+""; }
 341     public static @bind.as("EmptyString") String emptystring() { return ""; }
 342     public static @bind.as("\n")          String retur() { return "\n"; }
 343     public static @bind.as("\r")          String lf() { return "\r"; }
 344
 345     static Atom infer(Element e)  { return infer((Topology<Character>)Atom.toAtom(e)); }
 346     static Atom infer(Topology<Character> t) { return new CharRange(new CharTopology(t)); }
 347
 348     public static class Context {
 349         public HashMap<String,Union> map = new HashMap<String,Union>();
 350         public GrammarNode grammar;
 351         public String cnt = null;
 352         public GrammarBindingResolver rm;
 353         public Context(GrammarNode g, GrammarBindingResolver rm) {
 354             this.grammar = g;
 355             this.rm = rm;
 356         }
 357         public Union build() {
 358             Union ret = null;
 359             for(NonTerminalNode nt : grammar.values()) {
 360                 Union u = get(nt.name);
 361                 if ("s".equals(nt.name))
 362                     ret = u;
 363             }
 364             return ret;
 365         }
 366         public Context(Tree t, GrammarBindingResolver rm) {
 367             this.rm = rm;
 368             Tree.TreeFunctor<Object,Object> red = (Tree.TreeFunctor<Object,Object>)t.head();
 369             this.grammar = (GrammarNode)red.invoke(t.children());
 370         }
 371         public Union peek(String name) { return map.get(name); }
 372         public void  put(String name, Union u) { map.put(name, u); }
 373         public Union get(String name) {
 374             Union ret = map.get(name);
 375             if (ret != null) return ret;
 376             ret = new Union(name);
 377             map.put(name, ret);
 378             NonTerminalNode nt = grammar.get(name);
 379             if (nt==null) {
 380                 System.err.println("*** warning could not find " + name);
 381             } else {
 382                 String old = cnt;
 383                 cnt = name;
 384                 nt.build(this, ret, nt);
 385                 cnt = old;
 386             }
 387             return ret;
 388         }
 389
 390     }
 391
 392 }