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 (nt==null) continue;
  20                 if (this.get(nt.name)!=null)
  21                     throw new RuntimeException("duplicate definition of nonterminal \""+nt.name+"\"");
  22                 this.put(nt.name, nt);
  23             }
  24         }
  25         public String toString() {
  26             String ret = "[ ";
  27             for(NonTerminalNode nt : values()) ret += nt + ", ";
  28             return ret + " ]";
  29         }
  30         public Union build(String s, GrammarBindingResolver rm) {
  31             Context cx = new Context(this,rm);
  32             Union u = null;
  33             for(MetaGrammarBindings.NonTerminalNode nt : values()) {
  34                 Union el = (Union)cx.get(nt.name);
  35                 StringBuffer st = new StringBuffer();
  36                 el.toString(st);
  37                 if (nt.name.equals(s)) u = el;
  38             }
  39             return u;
  40         }
  41     }
  42
  43     public abstract static class UnionNode extends ElementNode {
  44         public Seq[][] sequences;
  45         public void build(Context cx, Union u, NonTerminalNode cnt) {
  46             HashSet<Sequence> bad2 = new HashSet<Sequence>();
  47             for(int i=0; i<sequences.length; i++) {
  48                 Seq[] group = sequences[i];
  49                 Union u2 = new Union();
  50                 if (sequences.length==1) u2 = u;
  51                 for(int j=0; j<group.length; j++) {
  52                     group[j].build(cx, u2, false, cnt);
  53                 }
  54                 if (sequences.length==1) break;
  55                 Sequence seq = Sequence.singleton(u2);
  56                 for(Sequence s : bad2) {
  57                     s.lame = true;
  58                     seq = seq.not(s);
  59                 }
  60                 u.add(seq);
  61                 bad2.add(Sequence.singleton(u2));
  62             }
  63         }
  64     }
  65
  66     public static @bind.as("#import") NonTerminalNode poundimport(String fileName) {
  67         System.err.println("#import " + fileName);
  68         return null;
  69     }
  70
  71     public static class NonTerminalNode extends UnionNode {
  72         public boolean rep;
  73         public String  name = null;
  74         public String sep = null;
  75         public @bind.as("NonTerminal") NonTerminalNode(@bind.arg String name, @bind.arg Seq[][] sequences) { this(name, sequences, false); }
  76         public NonTerminalNode(String name, Seq[][] sequences, boolean rep) { this(name, sequences, rep, null); }
  77         public NonTerminalNode(String name, Seq[][] sequences, boolean rep, String sep) {
  78             this.name = name;
  79             this.sequences = sequences;
  80             this.rep = rep;
  81             this.sep = sep;
  82         }
  83         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) { return cx.get(name); }
  84         public void build(Context cx, Union u, NonTerminalNode cnt) {
  85             if (!rep) { super.build(cx, u, this); return; }
  86             HashSet<Sequence> bad2 = new HashSet<Sequence>();
  87
  88             Union urep = new Union();
  89             urep.add(Sequence.empty);
  90             urep.add(Sequence.singleton(new Element[] { cx.get(sep), u }, 1));
  91
  92             for(int i=0; i<sequences.length; i++) {
  93                 Seq[] group = sequences[i];
  94                 Union u2 = new Union();
  95                 if (sequences.length==1) u2 = u;
  96                 for(int j=0; j<group.length; j++) {
  97                     Union u3 = new Union();
  98                     group[j].build(cx, u3, false, this);
  99                     Sequence s = Sequence.unwrap(new Element[] { u3, urep },
 100                                                  cx.rm.repeatTag(),
 101                                                  new boolean[] { false, false });
 102                     u2.add(s);
 103                 }
 104                 if (sequences.length==1) break;
 105                 Sequence seq = Sequence.singleton(u2);
 106                 for(Sequence s : bad2) {
 107                     s.lame = true;
 108                     seq = seq.not(s);
 109                 }
 110                 u.add(seq);
 111                 bad2.add(Sequence.singleton(u2));
 112             }
 113         }
 114     }
 115     public static @bind.as("=") NonTerminalNode go(@bind.arg String name, @bind.arg Seq[][] sequences) { return new NonTerminalNode(name, sequences, true); }
 116     public static @bind.as("=") NonTerminalNode go(@bind.arg String name, @bind.arg String sep, @bind.arg Seq[][] sequences) {
 117         return new NonTerminalNode(name, sequences, true, sep);
 118     }
 119
 120     public static class AnonUnionNode extends UnionNode {
 121         public @bind.as("(") AnonUnionNode(Seq[][] sequences) {
 122             this.sequences = sequences;
 123         }
 124         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) {
 125             Union ret = new Union();
 126             build(cx, ret, cnt);
 127             return ret;
 128         }
 129     }
 130
 131     public static class Range {
 132         public @bind Range(char only) { first = only; last = only; }
 133         public @bind Range(char first, char last) { this.first = first; this.last = last; }
 134         public char first;
 135         public char last;
 136     }
 137
 138     public static abstract class ElementNode {
 139         public String getLabel() { return null; }
 140         public String getOwnerTag() { return null; }
 141         public boolean drop() { return false; }
 142         public abstract Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt);
 143     }
 144
 145     public static class Drop extends ElementNode {
 146         public ElementNode e;
 147         public Drop(ElementNode e) { this.e = e; }
 148         public String getLabel() { return null; }
 149         public boolean drop() { return true; }
 150         public String getOwnerTag() { return e.getOwnerTag(); }
 151         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) { return e.build(cx, cnt); }
 152     }
 153
 154     public static class Label extends ElementNode {
 155         public String label;
 156         public ElementNode e;
 157         public Label(String label, ElementNode e) { this.e = e; this.label = label; }
 158         public String getLabel() { return label; }
 159         public String getOwnerTag() { return e.getOwnerTag(); }
 160         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) { return e.build(cx, cnt); }
 161     }
 162
 163     public static /*abstract*/ class Seq {
 164         HashSet<Seq> and = new HashSet<Seq>();
 165         HashSet<Seq> not = new HashSet<Seq>();
 166         ElementNode[] elements;
 167         ElementNode follow;
 168         String tag = null;
 169         boolean lame;
 170         public void append(ElementNode e) {
 171             ElementNode[] elements = new ElementNode[this.elements.length+1];
 172             System.arraycopy(this.elements, 0, elements, 0, this.elements.length);
 173             this.elements = elements;
 174             elements[elements.length-1] = e;
 175         }
 176         public Seq(ElementNode e) { this(new ElementNode[] { e }); }
 177         public Seq(ElementNode[] elements) { this.elements = elements; }
 178         public Seq tag(String tag) { this.tag = tag; return this; }
 179         public Seq follow(ElementNode follow) { this.follow = follow; return this; }
 180         public Seq dup() {
 181             Seq ret = new Seq(elements);
 182             ret.and.addAll(and);
 183             ret.not.addAll(not);
 184             ret.follow = follow;
 185             ret.tag = tag;
 186             return ret;
 187         }
 188         public Seq and(Seq s) { and.add(s); s.lame = true; return this; }
 189         public Seq andnot(Seq s) { not.add(s); s.lame = true; return this; }
 190         public Seq separate(ElementNode sep) {
 191             ElementNode[] elements = new ElementNode[this.elements.length * 2 - 1];
 192             for(int i=0; i<this.elements.length; i++) {
 193                 elements[i*2]   = this.elements[i];
 194                 if (i<this.elements.length-1)
 195                     elements[i*2+1] = new Drop(sep);
 196             }
 197             this.elements = elements;
 198             return this;
 199         }
 200         public Sequence build(Context cx, Union u, boolean lame, NonTerminalNode cnt) {
 201             Sequence ret = build0(cx, lame || this.lame, cnt);
 202             for(Seq s : and) { Sequence dork = s.build(cx, u, true, cnt); ret = ret.and(dork); }
 203             for(Seq s : not) { Sequence dork = s.build(cx, u, true, cnt); ret = ret.not(dork); }
 204             u.add(ret);
 205             ret.lame = lame;
 206             return ret;
 207         }
 208         public Sequence build0(Context cx, boolean lame, NonTerminalNode cnt) {
 209             boolean dropAll = lame;
 210             if (tag!=null && "()".equals(tag)) dropAll = true;
 211             boolean[] drops = new boolean[elements.length];
 212             Element[] els = new Element[elements.length];
 213             for(int i=0; i<elements.length; i++) {
 214                 drops[i]  = elements[i].drop();
 215                 els[i] = elements[i].build(cx, cnt);
 216                 if (elements[i].getOwnerTag() != null)
 217                     tag = elements[i].getOwnerTag();
 218             }
 219             Sequence ret = null;
 220             if (dropAll)     ret = Sequence.drop(els, false);
 221             else {
 222                 ret = cx.rm.tryResolveTag(tag, cnt==null?null:cnt.name, els, drops);
 223                 if (ret == null) {
 224                     int idx = -1;
 225                     for(int i=0; i<els.length; i++)
 226                         if (!drops[i])
 227                             if (idx==-1) idx = i;
 228                             else throw new Error("multiple non-dropped elements in sequence: " + Sequence.drop(els,false));
 229                     if (idx != -1) ret = Sequence.singleton(els, idx);
 230                     else           ret = Sequence.drop(els, false);
 231                 }
 232             }
 233             if (this.follow != null)
 234                 ret.follow = infer(this.follow.build(cx, null));
 235             ret.lame = this.lame;
 236             return ret;
 237         }
 238     }
 239     public static @bind.as("&")   Seq  and2(Seq s,        Seq a) { return s.and(a); }
 240     public static @bind.as("&~")  Seq  andnot2(Seq s,     Seq a) { return s.andnot(a); }
 241     public static @bind.as("->")  Seq  arrow(Seq s, ElementNode e)                { return s.follow(e); }
 242     public static @bind.as("::")  Seq  tag(String tagname, Seq s)        { return s.tag(tagname); }
 243     public static @bind.as("/")   Seq  slash(Seq s, ElementNode e)                { return s.separate(e); }
 244
 245     public static Seq  seq(ElementNode[] elements)               { return new Seq(elements); }
 246     public static @bind.as("Elements")  Seq  seq2(ElementNode[] elements)               { return new Seq(elements); }
 247     public static @bind.as        Seq  psx(Seq s)                        { return s; }
 248     public static @bind.as(":")   ElementNode   colon(String s, ElementNode e)             { return new Label(s, e); }
 249     public static @bind.as(")")   void close(String foo)                 { throw new Error("not supported"); }
 250     public static @bind.as("()")  ElementNode   epsilon()                         { return new Constant(Union.epsilon); }
 251
 252     public static @bind.as("NonTerminalReference") class NonTerminalReferenceNode extends ElementNode {
 253         public @bind.arg String nonTerminal;
 254         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) {
 255             Element ret = cx.get(nonTerminal);
 256             if (ret == null) throw new RuntimeException("unkown nonterminal \""+nonTerminal+"\"");
 257             return ret;
 258         }
 259     }
 260
 261     public static class Literal extends Constant {
 262         public @bind Literal(@bind.arg String string) { super(CharRange.string(string)); }
 263         public boolean drop() { return true; }
 264     }
 265
 266     public static                     class CharClass            extends ElementNode {
 267         Range[] ranges;
 268         public @bind.as("[") CharClass(Range[] ranges) { this.ranges = ranges; }
 269         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) {
 270             edu.berkeley.sbp.util.Range.Set set = new edu.berkeley.sbp.util.Range.Set();
 271             for(Range r : ranges)
 272                 set.add(r.first, r.last);
 273             return CharRange.set(set);
 274         }
 275     }
 276
 277     public static @bind.as("{")           class XTree                 extends ElementNode {
 278         public @bind.arg Seq body;
 279         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) {
 280             Union u = new Union();
 281             Sequence s = body.build(cx, u, false, null);
 282             Union u2 = new Union();
 283             u2.add(Sequence.singleton(new Element[] {
 284                 CharRange.leftBrace,
 285                 cx.get("ws"),
 286                 u,
 287                 cx.get("ws"),
 288                 CharRange.rightBrace
 289             }, 2));
 290             return u2;
 291         }
 292     }
 293
 294     public static class Rep extends ElementNode {
 295         public ElementNode e, sep;
 296         public boolean zero, many, max;
 297         public Rep(ElementNode e, ElementNode sep, boolean zero, boolean many, boolean max) {
 298             this.e = e; this.sep = sep; this.zero = zero; this.many = many; this.max = max;}
 299         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) {
 300             return (!max)
 301                 ? Sequence.repeat(e.build(cx, null),        zero, many, sep==null ? null : sep.build(cx, null), cx.rm.repeatTag())
 302                 : sep==null
 303                 ? Sequence.repeatMaximal(infer(e.build(cx, null)), zero, many,                                   cx.rm.repeatTag())
 304                 : Sequence.repeatMaximal(e.build(cx, null),                    zero, many, infer(sep.build(cx, null)), cx.rm.repeatTag());
 305         }
 306     }
 307     public static class Constant extends ElementNode {
 308         Element constant;
 309         public Constant(Element constant) { this.constant = constant; }
 310         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) { return constant; }
 311     }
 312     public abstract static class PostProcess extends ElementNode {
 313         ElementNode e;
 314         public PostProcess(ElementNode e) { this.e = e; }
 315         public Element build(Context cx, NonTerminalNode cnt) { return postProcess(e.build(cx, cnt)); }
 316         public abstract Element postProcess(Element e);
 317     }
 318
 319     // FIXME: it would be nice if we could hoist this into "Rep"
 320     public static @bind.as("++")  ElementNode plusmax(final ElementNode e)                     { return new Rep(e, null, false, true, true); }
 321     public static @bind.as("+")   ElementNode plus(final ElementNode e)                        { return new Rep(e, null, false, true, false); }
 322     public static @bind.as("++/") ElementNode plusmaxfollow(final ElementNode e, final ElementNode sep) { return new Rep(e, sep,  false, true, true); }
 323     public static @bind.as("+/")  ElementNode plusfollow(final ElementNode e, final ElementNode sep)    { return new Rep(e, sep,  false, true, false); }
 324     public static @bind.as("**")  ElementNode starmax(final ElementNode e)                     { return new Rep(e, null, true,  true, true); }
 325     public static @bind.as("*")   ElementNode star(final ElementNode e)                        { return new Rep(e, null, true,  true, false); }
 326     public static @bind.as("**/") ElementNode starmaxfollow(final ElementNode e, final ElementNode sep) { return new Rep(e, sep,  true,  true, true); }
 327     public static @bind.as("*/")  ElementNode starfollow(final ElementNode e, final ElementNode sep)    { return new Rep(e, sep,  true,  true, false); }
 328     public static @bind.as("?")   ElementNode question(final ElementNode e)                    { return new Rep(e, null, true,  true, false); }
 329
 330     public static @bind.as("!")   ElementNode bang(final ElementNode e)                        { return new Drop(e); }
 331
 332     public static @bind.as("^")   ElementNode caret(final String s) {
 333         return new Drop(new Constant(CharRange.string(s)) {
 334                 public String getOwnerTag() { return s; }
 335             });
 336     }
 337
 338     public static @bind.as("~")   ElementNode tilde(final ElementNode e) {
 339         return new PostProcess(e) {
 340                 public Element postProcess(Element e) {
 341                     return infer((Topology<Character>)Atom.toAtom(e).complement().minus(CharRange.braces));
 342                 } }; }
 343
 344     public static @bind.as("Word")        String word(String s) { return s; }
 345     public static @bind.as("Quoted")      String quoted(String s) { return s; }
 346     public static @bind.as("escaped")     String c(char c) { return c+""; }
 347     public static @bind.as("EmptyString") String emptystring() { return ""; }
 348     public static @bind.as("\n")          String retur() { return "\n"; }
 349     public static @bind.as("\r")          String lf() { return "\r"; }
 350
 351     static Atom infer(Element e)  { return infer((Topology<Character>)Atom.toAtom(e)); }
 352     static Atom infer(Topology<Character> t) { return new CharRange(new CharTopology(t)); }
 353
 354     public static class Context {
 355         public HashMap<String,Union> map = new HashMap<String,Union>();
 356         public GrammarNode grammar;
 357         public String cnt = null;
 358         public GrammarBindingResolver rm;
 359         public Context(GrammarNode g, GrammarBindingResolver rm) {
 360             this.grammar = g;
 361             this.rm = rm;
 362         }
 363         public Union build() {
 364             Union ret = null;
 365             for(NonTerminalNode nt : grammar.values()) {
 366                 Union u = get(nt.name);
 367                 if ("s".equals(nt.name))
 368                     ret = u;
 369             }
 370             return ret;
 371         }
 372         public Context(Tree t, GrammarBindingResolver rm) {
 373             this.rm = rm;
 374             Tree.TreeFunctor<Object,Object> red = (Tree.TreeFunctor<Object,Object>)t.head();
 375             this.grammar = (GrammarNode)red.invoke(t);
 376         }
 377         public Union peek(String name) { return map.get(name); }
 378         public void  put(String name, Union u) { map.put(name, u); }
 379         public Union get(String name) {
 380             Union ret = map.get(name);
 381             if (ret != null) return ret;
 382             ret = new Union(name);
 383             map.put(name, ret);
 384             NonTerminalNode nt = grammar.get(name);
 385             if (nt==null) {
 386                 System.err.println("*** warning could not find " + name);
 387             } else {
 388                 String old = cnt;
 389                 cnt = name;
 390                 nt.build(this, ret, nt);
 391                 cnt = old;
 392             }
 393             return ret;
 394         }
 395
 396     }
 397
 398 }