src/edu/berkeley/sbp/misc/MetaGrammar.java

   1 package edu.berkeley.sbp.misc;
   2 import edu.berkeley.sbp.util.*;
   3 import edu.berkeley.sbp.*;
   4 import edu.berkeley.sbp.chr.*;
   5 import java.util.*;
   6 import java.io.*;
   7
   8 public class MetaGrammar extends StringWalker {
   9
  10     public static Object repeatTag = null;
  11
  12     public static Union make() throws Exception { return make(MetaGrammarTree.meta, "s"); }
  13     public static Union make(Tree<String> tree, String nt) throws Exception {
  14         Meta.MetaGrammarFile mgf = new Meta().new MetaGrammarFile(tree);
  15         BuildContext bc = new BuildContext(mgf);
  16         return mgf.get(nt).build(bc);
  17     }
  18
  19     ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  20
  21     private static Element  set(Range.Set r) { return CharRange.set(r); }
  22     private static Element  string(String s) { return CharRange.string(s); }
  23     private static Atom infer(Element e)  { return infer((Topology<Character>)Atom.toAtom(e)); }
  24     private static Atom infer(Topology<Character> t) { return new CharRange(new CharTopology(t)); }
  25
  26     private MetaGrammar() { }
  27
  28     public static String string(Iterable<Tree<String>> children) {
  29         String ret = "";
  30         for(Tree<String> t : children) ret += string(t);
  31         return ret;
  32     }
  33     public static String string(Tree<String> tree) {
  34         String ret = "";
  35         if (tree.head()!=null) ret += tree.head();
  36         ret += string(tree.children());
  37         return ret;
  38     }
  39
  40     public static class BuildContext extends HashMap<String,Union> {
  41         private final Meta.MetaGrammarFile mgf;
  42         public Meta.NonTerminal currentNonTerminal;
  43         public BuildContext(Meta.MetaGrammarFile mgf) { this.mgf = mgf; }
  44         public Union build(String s) {
  45             Union ret = get(s);
  46             if (ret != null) return ret;
  47             Meta.NonTerminal mnt = mgf.get(s);
  48             if (mnt==null) throw new Error("undeclared nonterminal \""+s+"\"");
  49             return mnt.build(this);
  50         }
  51     }
  52
  53     public static class Meta {
  54         public Sequence resolveTag(String s, String nonTerminalName, Element[] els, Object[] labels, boolean [] drops) {
  55             return Sequence.rewritingSequence(s, els, labels, drops);
  56         }
  57         public class MetaGrammarFile extends HashMap<String,NonTerminal> {
  58             public MetaGrammarFile(Tree<String> tree) {
  59                 if (!tree.head().equals("grammar")) throw new Error();
  60                 for(Tree<String> nt : tree.child(0))
  61                     add(new NonTerminal(nt));
  62             }
  63             private void add(NonTerminal mnt) {
  64                 if (this.get(mnt.name)!=null) throw new Error("duplicate definition of nonterminal \""+mnt.name+"\"");
  65                 this.put(mnt.name, mnt);
  66             }
  67             public String toString() {
  68                 String ret = "";
  69                 for(NonTerminal mnt : this.values()) ret += mnt + "\n";
  70                 return ret;
  71             }
  72         }
  73         public class NonTerminal {
  74             public String    name;
  75             public MetaUnion rhs;
  76             public NonTerminal(Tree<String> tree) {
  77                 name = string(tree.child(0));
  78                 rhs = rhs(tree.child(1));
  79             }
  80             public String toString() { return name + " = " + rhs; }
  81             public Union build(BuildContext bc) {
  82                 NonTerminal ont = bc.currentNonTerminal;
  83                 bc.currentNonTerminal = this;
  84                 try {
  85                     return rhs.build(bc, name);
  86                 } finally {
  87                     bc.currentNonTerminal = ont;
  88                 }
  89             }
  90         }
  91         public MetaUnion rhs(Tree<String> t) {
  92             return t.numChildren()==1
  93                 ? new MetaUnion(t.child(0), false)
  94                 : new MetaUnion(t, true);
  95         }
  96         public class MetaUnion implements MetaSequence {
  97             public boolean prioritized;
  98             public MetaSequence[] sequences;
  99             public Sequence buildSequence(BuildContext bc) {
 100                 return Sequence.singleton(new Element[] { buildAnon(bc) }, 0);
 101             }
 102             public Union buildAnon(BuildContext bc) {
 103                 String s = "";
 104                 for(int i=0; i<sequences.length; i++)
 105                     s += (i>0?"\n                "+(prioritized?">":"|")+" ":"")+sequences[i].buildSequence(bc);
 106                 return build(bc, s);
 107             }
 108             public Union build(BuildContext bc, String name) {
 109                 Union u = bc.get(name);
 110                 if (u != null) return u;
 111                 u = new Union(name);
 112                 bc.put(name, u);
 113                 HashSet<Sequence> seqs = new HashSet<Sequence>();
 114                 for(MetaSequence s : sequences) {
 115                     Sequence seq = s.buildSequence(bc);
 116                     if (seq != null) {
 117                         Sequence oseq = seq;
 118                         if (prioritized)
 119                             for(Sequence seqprev : seqs)
 120                                 seq = seq.not(seqprev);
 121                         u.add(seq);
 122                         seqs.add(seq);
 123                     }
 124                 }
 125                 return u;
 126             }
 127             public MetaUnion(Tree<String> t, boolean prioritized) {
 128                 this.prioritized = prioritized;
 129                 int i = 0;
 130                 this.sequences = new MetaSequence[t.numChildren()];
 131                 for(Tree<String> tt : t)
 132                     sequences[i++] = prioritized
 133                         ? new MetaUnion(tt, false)
 134                         : makeMetaSequence(tt);
 135             }
 136             public String toString() {
 137                 String ret = "\n     ";
 138                 for(int i=0; i<sequences.length; i++) {
 139                     ret += sequences[i];
 140                     if (i<sequences.length-1)
 141                         ret += (prioritized ? "\n    > " : "\n    | ");
 142                 }
 143                 return ret;
 144             }
 145         }
 146
 147         public interface MetaSequence {
 148             public abstract Sequence buildSequence(BuildContext bc);
 149         }
 150
 151         public MetaSequence makeMetaSequence(Tree<String> t) {
 152             if ("psx".equals(t.head())) return makeConjunct(t.child(0));
 153             if (t.head().equals("&"))  return new MetaAnd(makeMetaSequence(t.child(0)), makeConjunct(t.child(1)), false);
 154             if (t.head().equals("&~")) return new MetaAnd(makeMetaSequence(t.child(0)), makeConjunct(t.child(1)), true);
 155             return null;
 156         }
 157
 158         public class MetaAnd implements MetaSequence {
 159             boolean not;
 160             MetaSequence left;
 161             MetaSequence right;
 162             public Sequence buildSequence(BuildContext bc) {
 163                 Union u = new Union(toString());
 164                 Sequence ret = left.buildSequence(bc);
 165                 Sequence rs = right.buildSequence(bc);
 166                 rs.lame = true;
 167                 if (not) ret = ret.not(rs);
 168                 else     ret = ret.and(rs);
 169                 u.add(rs);
 170                 u.add(ret);
 171                 return Sequence.singleton(u);
 172             }
 173             public MetaAnd(MetaSequence left, MetaSequence right, boolean not) {
 174                 this.left = left;
 175                 this.right = right;
 176                 this.not = not;
 177             }
 178             public String toString() { return left + " &"+(not?"~":"")+" "+right; }
 179         }
 180
 181         public class Conjunct implements MetaSequence {
 182             public boolean negated = false;
 183             public MetaClause[] elements;
 184             public HashMap<MetaClause,String> labelMap = new HashMap<MetaClause,String>();
 185             public MetaClause followedBy = null;
 186             public String tag;
 187             public MetaClause separator;
 188             public void addNamedClause(String name, MetaClause mc) {
 189                 labelMap.put(mc, name);
 190             }
 191             public Sequence buildSequence(BuildContext bc) {
 192                 Element[] els = new Element[elements.length + (separator==null?0:(elements.length-1))];
 193                 boolean[] drops = new boolean[elements.length + (separator==null?0:(elements.length-1))];
 194                 Object[] labels = new Object[els.length];
 195                 boolean unwrap = false;
 196                 boolean dropAll = false;
 197                 if (tag!=null && tag.equals("[]")) unwrap = true;
 198                 if (tag!=null && "()".equals(tag)) dropAll=true;
 199                 for(int i=0; i<elements.length; i++) {
 200                     int j = separator==null ? i : i*2;
 201                     els[j] = elements[i].build(bc);
 202                     labels[j] = labelMap.get(elements[i]);
 203                     drops[j] = elements[i].drop;
 204                     if (separator!=null && i<elements.length-1) {
 205                         els[j+1] = separator.build(bc);
 206                         drops[j+1] = true;
 207                     }
 208                 }
 209                 Sequence ret = null;
 210                 if (dropAll)     ret = Sequence.drop(els, false);
 211                 else if (unwrap) ret = Sequence.unwrap(els, /*repeatTag FIXME*/null, drops);
 212                 else if (tag!=null) {
 213                     ret = resolveTag(tag, bc.currentNonTerminal==null ? null : bc.currentNonTerminal.name, els, labels, drops);
 214                 } else {
 215                     int idx = -1;
 216                     for(int i=0; i<els.length; i++)
 217                         if (!drops[i])
 218                             if (idx==-1) idx = i;
 219                             else throw new Error("multiple non-dropped elements in sequence: " + Sequence.drop(els,false));
 220                     if (idx != -1) ret = Sequence.singleton(els, idx);
 221                     else           ret = Sequence.drop(els, false);
 222                 }
 223                 if (this.followedBy != null)
 224                     ret.follow = infer(this.followedBy.build(bc));
 225                 return ret;
 226             }
 227             private Conjunct(Tree<String> t) {
 228                 elements = new MetaClause[t.numChildren()];
 229                 int i = 0; for(Tree<String> tt : t)
 230                     elements[i++] = makeMetaClause(tt, this);
 231             }
 232             public String toString() {
 233                 String ret = (tag==null ? "" : (tag+":: ")) + (negated ? "~" : "");
 234                 if (elements.length > 1) ret += "(";
 235                 for(MetaClause mc : elements) ret += (" " + mc + " ");
 236                 if (separator != null) ret += " /" + separator;
 237                 if (followedBy != null) ret += " -> " + followedBy;
 238                 if (elements.length > 1) ret += ")";
 239                 return ret;
 240             }
 241         }
 242             public Conjunct makeConjunct(Tree<String> t) {
 243                 //System.err.println("makeConjunct("+t+")");
 244                 if ("/".equals(t.head())) {
 245                     Conjunct ret = makeConjunct(t.child(0));
 246                     ret.separator = makeMetaClause(t.child(1), ret);
 247                     return ret;
 248                 }
 249                 if ("->".equals(t.head())) {
 250                     Conjunct ret = makeConjunct(t.child(0));
 251                     ret.followedBy = makeMetaClause(t.child(1), ret);
 252                     return ret;
 253                 }
 254                 if ("::".equals(t.head())) {
 255                     Conjunct ret = makeConjunct(t.child(1));
 256                     ret.tag = string(t.child(0));
 257                     return ret;
 258                 }
 259                 if ("ps".equals(t.head())) {
 260                     return new Conjunct(t.child(0));
 261                 }
 262                 return new Conjunct(t);
 263             }
 264
 265             public MetaClause makeMetaClause(Tree<String> t, Conjunct c) {
 266                 //System.err.println("MetaClause.makeMetaClause("+t+")");
 267                 if (t==null) return new Epsilon();
 268                 if (t.head()==null) return new Epsilon();
 269                 if (t.head().equals("{")) throw new Error("metatree: " + t);
 270                 if (t.head().equals("*")) return new MetaRepeat(makeMetaClause(t.child(0), c), false, null, true, true);
 271                 if (t.head().equals("+")) return new MetaRepeat(makeMetaClause(t.child(0), c), false, null, false, true);
 272                 if (t.head().equals("?")) return new MetaRepeat(makeMetaClause(t.child(0), c), false, null, true, false);
 273                 if (t.head().equals("**")) return new MetaRepeat(makeMetaClause(t.child(0), c), true, null, true, true);
 274                 if (t.head().equals("++")) return new MetaRepeat(makeMetaClause(t.child(0), c), true, null, false, true);
 275                 if (t.head().equals("*/")) return new MetaRepeat(makeMetaClause(t.child(0), c), false, makeMetaClause(t.child(1), c), true, true);
 276                 if (t.head().equals("+/")) return new MetaRepeat(makeMetaClause(t.child(0), c), false, makeMetaClause(t.child(1), c), false, true);
 277                 if (t.head().equals("**/")) return new MetaRepeat(makeMetaClause(t.child(0), c), true, makeMetaClause(t.child(1), c), true, true);
 278                 if (t.head().equals("++/")) return new MetaRepeat(makeMetaClause(t.child(0), c), true, makeMetaClause(t.child(1), c), false, true);
 279                 if (t.head().equals("()")) return new Epsilon();
 280                 if (t.head().equals("[")) return new MetaRange(t.child(0));
 281                 if (t.head().equals("literal")) return new StringLiteral(t.child(0));
 282                 if (t.head().equals("nonTerminal")) return new NonTerminalReference(t.child(0));
 283                 if (t.head().equals(")")) return new SelfReference();
 284                 if (t.head().equals("(")) return new Parens(t.child(0));
 285                 if (t.head().equals("~")) return new MetaInvert(t.child(0), c);
 286                 if (t.head().equals("!")) { MetaClause mc = makeMetaClause(t.child(0), c); mc.drop = true; return mc; }
 287                 if (t.head().equals("^")) { c.tag = string(t.child(0)); return new StringLiteral(t.child(0)); }
 288                 if (t.head().equals("^^")) throw new Error("carets: " + t);
 289                 if (t.head().equals(":")) {
 290                     String name = string(t.child(0));
 291                     MetaClause clause = makeMetaClause(t.child(1), c);
 292                     c.addNamedClause(name, clause);
 293                     return clause;
 294                 }
 295                 throw new Error("unknown: " + t);
 296             }
 297
 298         public abstract class MetaClause {
 299             public String label = null;
 300             public boolean drop = false;
 301             public boolean lift = false;
 302             public abstract Element build(BuildContext bc);
 303         }
 304             public class MetaRepeat extends MetaClause {
 305                 public MetaClause element, separator;
 306                 public boolean maximal, zero, many;
 307                 public Element build(BuildContext bc) {
 308                     return !maximal
 309                         ? (separator==null
 310                            ? Sequence.repeat(element.build(bc), zero, many, null, null)
 311                            : Sequence.repeat(element.build(bc), zero, many, separator.build(bc), null))
 312                         : (separator==null
 313                            ? Sequence.repeatMaximal(infer(element.build(bc)), zero, many, null)
 314                            : Sequence.repeatMaximal(element.build(bc), zero, many, infer(separator.build(bc)), null));
 315                 }
 316                 public MetaRepeat(MetaClause element, boolean maximal, MetaClause separator, boolean zero, boolean many) {
 317                     this.separator = separator;
 318                     this.element = element;
 319                     this.maximal = maximal;
 320                     this.zero = zero;
 321                     this.many = many;
 322                 }
 323                 public String toString() {
 324                     return element+
 325                         ((zero&&!many)?"?":zero?"*":"+")+
 326                         (!maximal?"":zero?"*":"+")+
 327                         (separator==null?"":(" /"+separator));
 328                 }
 329             }
 330         public class Epsilon extends MetaClause {
 331             public String toString() { return "()"; }
 332             public Element build(BuildContext bc) { return Union.epsilon; }
 333         }
 334             public class Parens extends MetaClause {
 335                 public MetaUnion body;
 336                 public Parens(Tree<String> t) { this.body = rhs(t); }
 337                 public String toString() { return "( " + body + " )"; }
 338                 public Element build(BuildContext bc) { return body.buildAnon(bc); }
 339             }
 340             /*
 341             public static class MetaTree extends MetaClause {
 342                 public Conjunct body;
 343                 public MetaTree(Tree<String> t) { this.body = makeConjunct(t); }
 344                 public String toString() { return "{ " + body + " }"; }
 345                 public Element build(BuildContext bc) {
 346                     return new Union("{}");// body.buildSequence();
 347                 }
 348             }
 349             */
 350             public class MetaRange extends MetaClause {
 351                 Range.Set range = new Range.Set();
 352                 public String toString() { return range.toString(); }
 353                 public Element build(BuildContext bc) { return set(range); }
 354                 public MetaRange(Tree<String> t) {
 355                     for(Tree<String> tt : t) {
 356                         if (tt.head().equals("range")) {
 357                             range.add(tt.child(0).head().charAt(0));
 358                         } else if (tt.head().equals("-")) {
 359                             range.add(new Range(string(tt.child(0)).charAt(0),
 360                                                 string(tt.child(1)).charAt(0)));
 361                         }
 362                     }
 363                 }
 364             }
 365             public class StringLiteral extends MetaClause {
 366                 public String literal;
 367                 public Element build(BuildContext bc) { return string(literal); }
 368                 public StringLiteral(Tree<String> literal) { this.literal = string(literal); this.drop = true; }
 369                 public String toString() { return "\""+StringUtil.escapify(literal, "\"\r\n\\")+"\""; }
 370             }
 371             public class NonTerminalReference extends MetaClause {
 372                 public String name;
 373                 public NonTerminalReference(Tree<String> name) { this.name = string(name); }
 374                 public Element build(BuildContext bc) { return bc.build(name); }
 375                 public String toString() { return name; }
 376             }
 377             public class SelfReference extends MetaClause {
 378                 public String toString() { return "(*)"; }
 379                 public Element build(BuildContext bc) { return new Union("(*)"); /* FIXME */ }
 380             }
 381             public class MetaInvert extends MetaClause {
 382                 public MetaClause element;
 383                 public MetaInvert(Tree<String> t, Conjunct c) { this.element = makeMetaClause(t, c); }
 384                 public String toString() { return "~"+element; }
 385                 public Element build(BuildContext bc) { return infer((Topology<Character>)Atom.toAtom(element.build(bc)).complement()); }
 386             }
 387
 388     }
 389
 390     public static void main(String[] args) throws Exception {
 391         if (args.length != 2) {
 392             System.err.println("usage: java " + MetaGrammar.class.getName() + " grammarfile.g com.yourdomain.package.ClassName");
 393             System.exit(-1);
 394         }
 395         //StringBuffer sbs = new StringBuffer();
 396         //((MetaGrammar)new MetaGrammar().walk(meta)).nt.get("e").toString(sbs);
 397         //System.err.println(sbs);
 398         String className   = args[1].substring(args[1].lastIndexOf('.')+1);
 399         String packageName = args[1].substring(0, args[1].lastIndexOf('.'));
 400         String fileName    = packageName.replace('.', '/') + "/" + className + ".java";
 401
 402         BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(new FileInputStream(fileName)));
 403         StringBuffer out = new StringBuffer();
 404
 405         boolean skip = false;
 406         for(String s = br.readLine(); s != null; s = br.readLine()) {
 407             if (s.indexOf("DO NOT EDIT STUFF BELOW: IT IS AUTOMATICALLY GENERATED") != -1 && s.indexOf("\"")==-1) skip = true;
 408             if (s.indexOf("DO NOT EDIT STUFF ABOVE: IT IS AUTOMATICALLY GENERATED") != -1 && s.indexOf("\"")==-1) break;
 409             if (!skip) out.append(s+"\n");
 410         }
 411
 412         out.append("\n        // DO NOT EDIT STUFF BELOW: IT IS AUTOMATICALLY GENERATED\n");
 413         Tree<String> ts = new CharParser(MetaGrammar.make()).parse(new FileInputStream(args[0])).expand1();
 414
 415         //Forest<String> fs = new CharParser(make()).parse(new FileInputStream(args[0]));
 416         //System.out.println(fs.expand1());
 417
 418         //GraphViz gv = new GraphViz();
 419         //fs.toGraphViz(gv);
 420         //FileOutputStream fox = new FileOutputStream("out.dot");
 421         //gv.dump(fox);
 422         //fox.close();
 423
 424         ts.toJava(out);
 425         out.append("\n        // DO NOT EDIT STUFF ABOVE: IT IS AUTOMATICALLY GENERATED\n");
 426
 427         for(String s = br.readLine(); s != null; s = br.readLine()) out.append(s+"\n");
 428         br.close();
 429
 430         OutputStream os = new FileOutputStream(fileName);
 431         PrintWriter p = new PrintWriter(new OutputStreamWriter(os));
 432         p.println(out.toString());
 433         p.flush();
 434         os.close();
 435     }
 436
 437 }