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