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