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