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