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