home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ C/C++ Interactive Reference Guide / C-C++ Interactive Reference Guide.iso / c_ref / csource4 / 285_01 / bisoninf.1 < prev    next >
Text File  |  1990-07-10  |  51KB  |  1,228 lines

  1. Info file bison.info, produced by Makeinfo, -*- Text -*- from input
  2. file bison.texinfo.
  3.  
  4. This file documents the Bison parser generator.
  5.  
  6. Copyright (C) 1988 Free Software Foundation, Inc.
  7.  
  8. Permission is granted to make and distribute verbatim copies of this
  9. manual provided the copyright notice and this permission notice are
  10. preserved on all copies.
  11.  
  12. Permission is granted to copy and distribute modified versions of
  13. this manual under the conditions for verbatim copying, provided also
  14. that the sections entitled ``Bison General Public License'' and
  15. ``Conditions for Using Bison'' are included exactly as in the
  16. original, and provided that the entire resulting derived work is
  17. distributed under the terms of a permission notice identical to this
  18. one.
  19.  
  20. Permission is granted to copy and distribute translations of this
  21. manual into another language, under the above conditions for modified
  22. versions, except that the text of the translations of the sections
  23. entitled ``Bison General Public License'' and ``Conditions for Using
  24. Bison'' must be approved for accuracy by the Foundation.
  25.  
  26.  
  27.  
  28. File: bison.info,  Node: Top,  Next: Introduction,  Prev: (DIR),  Up: (DIR)
  29.  
  30. * Menu:
  31.  
  32. * Introduction::
  33. * Conditions::
  34. * Copying::           The Bison General Public License says
  35.                         how you can copy and share Bison
  36.  
  37. Tutorial sections:
  38. * Concepts::          Basic concepts for understanding Bison.
  39. * Examples::          Three simple explained examples of using Bison.
  40.  
  41. Reference sections:
  42. * Grammar File::      Writing Bison declarations and rules.
  43. * Interface::         C-language interface to the parser function `yyparse'.
  44. * Algorithm::         How the Bison parser works at run-time.
  45. * Error Recovery::    Writing rules for error recovery.
  46. * Debugging::         Debugging Bison parsers that parse wrong.
  47. * Invocation::        How to run Bison (to produce the parser source file).
  48. * Table of Symbols::  All the keywords of the Bison language are explained.
  49. * Glossary::          Basic concepts are explained.
  50. * Index::             Cross-references to the text.
  51.  
  52.  
  53.  
  54. File: bison.info,  Node: Introduction,  Next: Conditions,  Prev: Top,  Up: Top
  55.  
  56. Introduction
  57. ************
  58.  
  59. "Bison" is a general-purpose parser generator which converts a
  60. grammar description into a C program to parse that grammar.  Once you
  61. are proficient with Bison, you may use it to develop a wide range of
  62. language parsers, from those used in simple desk calculators to
  63. complex programming languages.
  64.  
  65. Bison is upward compatible with Yacc: all properly-written Yacc
  66. grammars ought to work with Bison with no change.  Anyone familiar
  67. with Yacc should be able to use Bison with little trouble.  You need
  68. to be fluent in C programming in order to use Bison or to understand
  69. this manual.
  70.  
  71. We begin with tutorial chapters that explain the basic concepts of
  72. using Bison and show three explained examples, each building on the
  73. last.  If you don't know Bison or Yacc, start by reading these
  74. chapters.  Reference chapters follow which describe specific aspects
  75. of Bison in detail.
  76.  
  77. Bison was basically written by Robert Corbett, and made
  78. Yacc-compatible by Richard Stallman.
  79.  
  80.  
  81.  
  82. File: bison.info,  Node: Conditions,  Next: Copying,  Prev: Introduction,  Up: Top
  83.  
  84. Conditions for Using Bison
  85. **************************
  86.  
  87. Bison grammars can be used only in programs that are free software. 
  88. This is in contrast to what happens with the GNU C compiler and the
  89. other GNU programming tools.
  90.  
  91. The reason Bison is special is that the output of the Bison
  92. utility--the Bison parser file--contains a verbatim copy of a sizable
  93. piece of Bison, which is the code for the `yyparse' function.  (The
  94. actions from your grammar are inserted into this function at one
  95. point, but the rest of the function is not changed.)
  96.  
  97. As a result, the Bison parser file is covered by the same copying
  98. conditions that cover Bison itself and the rest of the GNU system:
  99. any program containing it has to be distributed under the standard
  100. GNU copying conditions.
  101.  
  102. Occasionally people who would like to use Bison to develop
  103. proprietary programs complain about this.
  104.  
  105. We don't particularly sympathize with their complaints.  The purpose
  106. of the GNU project is to promote the right to share software and the
  107. practice of sharing software; it is a means of changing society.  The
  108. people who complain are planning to be uncooperative toward the rest
  109. of the world; why should they deserve our help in doing so?
  110.  
  111. However, it's possible that a change in these conditions might
  112. encourage computer companies to use and distribute the GNU system. 
  113. If so, then we might decide to change the terms on `yyparse' as a
  114. matter of the strategy of promoting the right to share.  Such a
  115. change would be irrevocable.  Since we stand by the copying
  116. permissions we have announced, we cannot withdraw them once given.
  117.  
  118. We mustn't make an irrevocable change hastily.  We have to wait until
  119. there is a complete GNU system and there has been time to learn how
  120. this issue affects its reception.
  121.  
  122.  
  123.  
  124. File: bison.info,  Node: Copying,  Next: Concepts,  Prev: Conditions,  Up: Top
  125.  
  126. Bison General Public License
  127. ****************************
  128.  
  129.                         (Clarified 11 Feb 1988)
  130.  
  131. The license agreements of most software companies keep you at the
  132. mercy of those companies.  By contrast, our general public license is
  133. intended to give everyone the right to share Bison.  To make sure
  134. that you get the rights we want you to have, we need to make
  135. restrictions that forbid anyone to deny you these rights or to ask
  136. you to surrender the rights.  Hence this license agreement.
  137.  
  138. Specifically, we want to make sure that you have the right to give
  139. away copies of Bison, that you receive source code or else can get it
  140. if you want it, that you can change Bison or use pieces of it in new
  141. free programs, and that you know you can do these things.
  142.  
  143. To make sure that everyone has such rights, we have to forbid you to
  144. deprive anyone else of these rights.  For example, if you distribute
  145. copies of Bison, you must give the recipients all the rights that you
  146. have.  You must make sure that they, too, receive or can get the
  147. source code.  And you must tell them their rights.
  148.  
  149. Also, for our own protection, we must make certain that everyone
  150. finds out that there is no warranty for Bison.  If Bison is modified
  151. by someone else and passed on, we want its recipients to know that
  152. what they have is not what we distributed, so that any problems
  153. introduced by others will not reflect on our reputation.
  154.  
  155. Therefore we (Richard Stallman and the Free Software Foundation,
  156. Inc.) make the following terms which say what you must do to be
  157. allowed to distribute or change Bison.
  158.  
  159. Copying Policies
  160. ================
  161.  
  162.   1. You may copy and distribute verbatim copies of Bison source code
  163.      as you receive it, in any medium, provided that you
  164.      conspicuously and appropriately publish on each copy a valid
  165.      copyright notice ``Copyright (C) 1988 Free Software Foundation,
  166.      Inc.'' (or with whatever year is appropriate); keep intact the
  167.      notices on all files that refer to this License Agreement and to
  168.      the absence of any warranty; and give any other recipients of
  169.      the Bison program a copy of this License Agreement along with
  170.      the program.  You may charge a distribution fee for the physical
  171.      act of transferring a copy.
  172.  
  173.   2. You may modify your copy or copies of Bison or any portion of
  174.      it, and copy and distribute such modifications under the terms
  175.      of Paragraph 1 above, provided that you also do the following:
  176.  
  177.         * cause the modified files to carry prominent notices stating
  178.           that you changed the files and the date of any change; and
  179.  
  180.         * cause the whole of any work that you distribute or publish,
  181.           that in whole or in part contains or is a derivative of
  182.           Bison or any part thereof, to be licensed at no charge to
  183.           all third parties on terms identical to those contained in
  184.           this License Agreement (except that you may choose to grant
  185.           more extensive warranty protection to some or all third
  186.           parties, at your option).
  187.  
  188.         * You may charge a distribution fee for the physical act of
  189.           transferring a copy, and you may at your option offer
  190.           warranty protection in exchange for a fee.
  191.  
  192.      Mere aggregation of another unrelated program with this program
  193.      (or its derivative) on a volume of a storage or distribution
  194.      medium does not bring the other program under the scope of these
  195.      terms.
  196.  
  197.   3. You may copy and distribute Bison (or a portion or derivative of
  198.      it, under Paragraph 2) in object code or executable form under
  199.      the terms of Paragraphs 1 and 2 above provided that you also do
  200.      one of the following:
  201.  
  202.         * accompany it with the complete corresponding
  203.           machine-readable source code, which must be distributed
  204.           under the terms of Paragraphs 1 and 2 above; or,
  205.  
  206.         * accompany it with a written offer, valid for at least three
  207.           years, to give any third party free (except for a nominal
  208.           shipping charge) a complete machine-readable copy of the
  209.           corresponding source code, to be distributed under the
  210.           terms of Paragraphs 1 and 2 above; or,
  211.  
  212.         * accompany it with the information you received as to where
  213.           the corresponding source code may be obtained.  (This
  214.           alternative is allowed only for noncommercial distribution
  215.           and only if you received the program in object code or
  216.           executable form alone.)
  217.  
  218.      For an executable file, complete source code means all the
  219.      source code for all modules it contains; but, as a special
  220.      exception, it need not include source code for modules which are
  221.      standard libraries that accompany the operating system on which
  222.      the executable file runs.
  223.  
  224.   4. You may not copy, sublicense, distribute or transfer Bison
  225.      except as expressly provided under this License Agreement.  Any
  226.      attempt otherwise to copy, sublicense, distribute or transfer
  227.      Bison is void and your rights to use the program under this
  228.      License agreement shall be automatically terminated.  However,
  229.      parties who have received computer software programs from you
  230.      with this License Agreement will not have their licenses
  231.      terminated so long as such parties remain in full compliance.
  232.  
  233.   5. If you wish to incorporate parts of Bison into other free
  234.      programs whose distribution conditions are different, write to
  235.      the Free Software Foundation at 675 Mass Ave, Cambridge, MA
  236.      02139.  We have not yet worked out a simple rule that can be
  237.      stated here, but we will often permit this.  We will be guided
  238.      by the two goals of preserving the free status of all
  239.      derivatives of our free software and of promoting the sharing
  240.      and reuse of software.
  241.  
  242. Your comments and suggestions about our licensing policies and our
  243. software are welcome!  Please contact the Free Software Foundation,
  244. Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, or call (617) 876-3296.
  245.  
  246. NO WARRANTY
  247. ===========
  248.  
  249.   BECAUSE BISON IS LICENSED FREE OF CHARGE, WE PROVIDE ABSOLUTELY NO
  250. WARRANTY, TO THE EXTENT PERMITTED BY APPLICABLE STATE LAW.  EXCEPT
  251. WHEN OTHERWISE STATED IN WRITING, THE FREE SOFTWARE FOUNDATION, INC,
  252. RICHARD M. STALLMAN AND/OR OTHER PARTIES PROVIDE BISON "AS IS"
  253. WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EITHER EXPRESSED OR IMPLIED, INCLUDING,
  254. BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND
  255. FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  THE ENTIRE RISK AS TO THE QUALITY
  256. AND PERFORMANCE OF BISON IS WITH YOU.  SHOULD BISON PROVE DEFECTIVE,
  257. YOU ASSUME THE COST OF ALL NECESSARY SERVICING, REPAIR OR CORRECTION.
  258.  
  259.  IN NO EVENT UNLESS REQUIRED BY APPLICABLE LAW WILL RICHARD M. 
  260. STALLMAN, THE FREE SOFTWARE FOUNDATION, INC., AND/OR ANY OTHER PARTY
  261. WHO MAY MODIFY AND REDISTRIBUTE BISON AS PERMITTED ABOVE, BE LIABLE
  262. TO YOU FOR DAMAGES, INCLUDING ANY LOST PROFITS, LOST MONIES, OR OTHER
  263. SPECIAL, INCIDENTAL OR CONSEQUENTIAL DAMAGES ARISING OUT OF THE USE
  264. OR INABILITY TO USE (INCLUDING BUT NOT LIMITED TO LOSS OF DATA OR
  265. DATA BEING RENDERED INACCURATE OR LOSSES SUSTAINED BY THIRD PARTIES
  266. OR A FAILURE OF THE PROGRAM TO OPERATE WITH ANY OTHER PROGRAMS)
  267. BISON, EVEN IF YOU HAVE BEEN ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH
  268. DAMAGES, OR FOR ANY CLAIM BY ANY OTHER PARTY.
  269.  
  270.  
  271.  
  272. File: bison.info,  Node: Concepts,  Next: Examples,  Prev: Copying,  Up: Top
  273.  
  274. The Concepts of Bison
  275. *********************
  276.  
  277. This chapter introduces many of the basic concepts without which the
  278. details of Bison will not make sense.  If you do not already know how
  279. to use Bison or Yacc, we suggest you start by reading this chapter
  280. carefully.
  281.  
  282. * Menu:
  283.  
  284. * Language and Grammar::  Languages and context-free grammars,
  285.                 as mathematical ideas.
  286. * Grammar in Bison::      How we represent grammars for Bison's sake.
  287. * Semantic Values::       Each token or syntactic grouping can have
  288.                             a semantic value (the value of an integer,
  289.                             the name of an identifier, etc.).
  290. * Semantic Actions::      Each rule can have an action containing C code.
  291. * Bison Parser::          What are Bison's input and output,
  292.                             how is the output used?
  293. * Stages::          Stages in writing and running Bison grammars.
  294. * Grammar Layout::        Overall structure of a Bison grammar file.
  295.  
  296.  
  297.  
  298. File: bison.info,  Node: Language and Grammar,  Next: Grammar in Bison,  Prev: Concepts,  Up: Concepts
  299.  
  300. Languages and Context-Free Grammars
  301. ===================================
  302.  
  303. In order for Bison to parse a language, it must be described by a
  304. "context-free grammar".  This means that you specify one or more
  305. "syntactic groupings" and give rules for constructing them from their
  306. parts.  For example, in the C language, one kind of grouping is
  307. called an `expression'.  One rule for making an expression might be,
  308. ``An expression can be made of a minus sign and another expression''.
  309. Another would be, ``An expression can be an integer''.  As you can
  310. see, rules are often recursive, but there must be at least one rule
  311. which leads out of the recursion.
  312.  
  313. The most common formal system for presenting such rules for humans to
  314. read is "Backus-Naur Form" or ``BNF'', which was developed in order
  315. to specify the language Algol 60.  Any grammar expressed in BNF is a
  316. context-free grammar.  The input to Bison is essentially
  317. machine-readable BNF.
  318.  
  319. In the formal grammatical rules for a language, each kind of
  320. syntactic unit or grouping is named by a "symbol".  Those which are
  321. built by grouping smaller constructs according to grammatical rules
  322. are called "nonterminal symbols"; those which can't be subdivided are
  323. called "terminal symbols" or "token types".  We call a piece of input
  324. corresponding to a single terminal symbol a "token", and a piece
  325. corresponding to a single nonterminal symbol a "grouping".
  326.  
  327. We can use the C language as an example of what symbols, terminal and
  328. nonterminal, mean.  The tokens of C are identifiers, constants
  329. (numeric and string), and the various keywords, arithmetic operators
  330. and punctuation marks.  So the terminal symbols of a grammar for C
  331. include `identifier', `number', `string', plus one symbol for each
  332. keyword, operator or punctuation mark: `if', `return', `const',
  333. `static', `int', `char', `plus-sign', `open-brace', `close-brace',
  334. `comma' and many more.  (These tokens can be subdivided into
  335. characters, but that is a matter of lexicography, not grammar.)
  336.  
  337. Here is a simple C function subdivided into tokens:
  338.  
  339.      int             /* keyword `int' */
  340.      square (x)      /* identifier, open-paren, */
  341.                      /* identifier, close-paren */
  342.           int x;     /* keyword `int', identifier, semicolon */
  343.      {               /* open-brace */
  344.        return x * x; /* keyword `return', identifier, */
  345.                      /* asterisk, identifier, semicolon */
  346.      }               /* close-brace */
  347.  
  348. The syntactic groupings of C include the expression, the statement,
  349. the declaration, and the function definition.  These are represented
  350. in the grammar of C by nonterminal symbols `expression', `statement',
  351. `declaration' and `function definition'.  The full grammar uses
  352. dozens of additional language constructs, each with its own
  353. nonterminal symbol, in order to express the meanings of these four. 
  354. The example above is a function definition; it contains one
  355. declaration, and one statement.  In the statement, each `x' is an
  356. expression and so is `x * x'.
  357.  
  358. Each nonterminal symbol must have grammatical rules showing how it is
  359. made out of simpler constructs.  For example, one kind of C statement
  360. is the `return' statement; this would be described with a grammar
  361. rule which reads informally as follows:
  362.  
  363.      A `statement' can be made of a `return' keyword, an `expression'
  364.      and a `semicolon'.
  365.  
  366. There would be many other rules for `statement', one for each kind of
  367. statement in C.
  368.  
  369. One nonterminal symbol must be distinguished as the special one which
  370. defines a complete utterance in the language.  It is called the
  371. "start symbol".  In a compiler, this means a complete input program. 
  372. In the C language, the nonterminal symbol `sequence of definitions
  373. and declarations' plays this role.
  374.  
  375. For example, `1 + 2' is a valid C expression--a valid part of a C
  376. program--but it is not valid as an *entire* C program.  In the
  377. context-free grammar of C, this follows from the fact that
  378. `expression' is not the start symbol.
  379.  
  380. The Bison parser reads a sequence of tokens as its input, and groups
  381. the tokens using the grammar rules.  If the input is valid, the end
  382. result is that the entire token sequence reduces to a single grouping
  383. whose symbol is the grammar's start symbol.  If we use a grammar for
  384. C, the entire input must be a `sequence of definitions and
  385. declarations'.  If not, the parser reports a syntax error.
  386.  
  387.  
  388.  
  389. File: bison.info,  Node: Grammar in Bison,  Next: Semantic Values,  Prev: Language and Grammar,  Up: Concepts
  390.  
  391. From Formal Rules to Bison Input
  392. ================================
  393.  
  394. A formal grammar is a mathematical construct.  To define the language
  395. for Bison, you must write a file expressing the grammar in Bison
  396. syntax: a "Bison grammar" file.  *Note Grammar File::.
  397.  
  398. A nonterminal symbol in the formal grammar is represented in Bison
  399. input as an identifier, like an identifier in C.  By convention, it
  400. should be in lower case, such as `expr', `stmt' or `declaration'.
  401.  
  402. The Bison representation for a terminal symbol is also called a
  403. "token type".  Token types as well can be represented as C-like
  404. identifiers.  By convention, these identifiers should be upper case
  405. to distinguish them from nonterminals: for example, `INTEGER',
  406. `IDENTIFIER', `IF' or `RETURN'.  A terminal symbol that stands for a
  407. particular keyword in the language should be named after that keyword
  408. converted to upper case.  The terminal symbol `error' is reserved for
  409. error recovery.  *Note Symbols::.
  410.  
  411. A terminal symbol can also be represented as a character literal,
  412. just like a C character constant.  You should do this whenever a
  413. token is just a single character (parenthesis, plus-sign, etc.): use
  414. that same character in a literal as the terminal symbol for that token.
  415.  
  416. The grammar rules also have an expression in Bison syntax.  For
  417. example, here is the Bison rule for a C `return' statement.  The
  418. semicolon in quotes is a literal character token, representing part
  419. of the C syntax for the statement; the naked semicolon, and the
  420. colon, are Bison punctuation used in every rule.
  421.  
  422.      stmt:   RETURN expr ';'
  423.              ;
  424.  
  425. *Note Rules::.
  426.  
  427.  
  428.  
  429. File: bison.info,  Node: Semantic Values,  Next: Semantic Actions,  Prev: Grammar in Bison,  Up: Concepts
  430.  
  431. Semantic Values
  432. ===============
  433.  
  434. A formal grammar selects tokens only by their classifications: for
  435. example, if a rule mentions the terminal symbol `integer constant',
  436. it means that *any* integer constant is grammatically valid in that
  437. position.  The precise value of the constant is irrelevant to how to
  438. parse the input: if `x+4' is grammatical then `x+1' or `x+3989' is
  439. equally grammatical.
  440.  
  441. But the precise value is very important for what the input means once
  442. it is parsed.  A compiler is useless if it fails to distinguish
  443. between 4, 1 and 3989 as constants in the program!  Therefore, each
  444. token in a Bison grammar has both a token type and a "semantic
  445. value".  *Note Semantics::, for details.
  446.  
  447. The token type is a terminal symbol defined in the grammar, such as
  448. `INTEGER_CONSTANT', `IDENTIFIER' or `',''.  It tells everything you
  449. need to know to decide where the token may validly appear and how to
  450. group it with other tokens.  The grammar rules know nothing about
  451. tokens except their types.
  452.  
  453. The semantic value has all the the rest of the information about the
  454. meaning of the token, such as the value of an integer, or the name of
  455. an identifier.  (A token such as `','' which is just punctuation
  456. doesn't need to have any semantic value.)
  457.  
  458. For example, an input token might be classified as token type
  459. `INTEGER' and have the semantic value 4.  Another input token might
  460. have the same token type `INTEGER' but value 3989.  When a grammar
  461. rule says that `INTEGER' is allowed, either of these tokens is
  462. acceptable because each is an `INTEGER'.  When the parser accepts the
  463. token, it keeps track of the token's semantic value.
  464.  
  465. Each grouping can also have a semantic value as well as its
  466. nonterminal symbol.  For example, in a calculator, an expression
  467. typically has a semantic value that is a number.  In a compiler for a
  468. programming language, an expression typically has a semantic value
  469. that is a tree structure describing the meaning of the expression.
  470.  
  471.  
  472.  
  473. File: bison.info,  Node: Semantic Actions,  Next: Bison Parser,  Prev: Semantic Values,  Up: Concepts
  474.  
  475. Semantic Actions
  476. ================
  477.  
  478. In order to be useful, a program must do more than parse input; it
  479. must also produce some output based on the input.  In a Bison
  480. grammar, a grammar rule can have an "action" made up of C statements.
  481. Each time the parser recognizes a match for that rule, the action is
  482. executed.  *Note Actions::.       Most of the time, the purpose
  483. of an action is to compute the semantic value of the whole construct
  484. from the semantic values of its parts.  For example, suppose we have
  485. a rule which says an expression can be the sum of two expressions. 
  486. When the parser recognizes such a sum, each of the subexpressions has
  487. a semantic value which describes how it was built up.  The action for
  488. this rule should create a similar sort of value for the newly
  489. recognized larger expression.
  490.  
  491. For example, here is a rule that says an expression can be the sum of
  492. two subexpressions:
  493.  
  494.      expr: expr '+' expr   { $$ = $1 + $3; }
  495.              ;
  496.  
  497. The action says how to produce the semantic value of the sum
  498. expression from the values of the two subexpressions.
  499.  
  500.  
  501.  
  502. File: bison.info,  Node: Bison Parser,  Next: Stages,  Prev: Semantic Actions,  Up: Concepts
  503.  
  504. Bison Output: the Parser File
  505. =============================
  506.  
  507. When you run Bison, you give it a Bison grammar file as input.  The
  508. output is a C source file that parses the language described by the
  509. grammar.  This file is called a "Bison parser".  Keep in mind that
  510. the Bison utility and the Bison parser are two distinct programs: the
  511. Bison utility is a program whose output is the Bison parser that
  512. becomes part of your program.
  513.  
  514. The job of the Bison parser is to group tokens into groupings
  515. according to the grammar rules--for example, to build identifiers and
  516. operators into expressions.  As it does this, it runs the actions for
  517. the grammar rules it uses.
  518.  
  519. The tokens come from a function called the "lexical analyzer" that
  520. you must supply in some fashion (such as by writing it in C).  The
  521. Bison parser calls the lexical analyzer each time it wants a new
  522. token.  It doesn't know what is ``inside'' the tokens (though their
  523. semantic values may reflect this).  Typically the lexical analyzer
  524. makes the tokens by parsing characters of text, but Bison does not
  525. depend on this.  *Note Lexical::.
  526.  
  527. The Bison parser file is C code which defines a function named
  528. `yyparse' which implements that grammar.  This function does not make
  529. a complete C program: you must supply some additional functions.  One
  530. is the lexical analyzer.  Another is an error-reporting function
  531. which the parser calls to report an error.  In addition, a complete C
  532. program must start with a function called `main'; you have to provide
  533. this, and arrange for it to call `yyparse' or the parser will never
  534. run.  *Note Interface::.
  535.  
  536. Aside from the token type names and the symbols in the actions you
  537. write, all variable and function names used in the Bison parser file
  538. begin with `yy' or `YY'.  This includes interface functions such as
  539. the lexical analyzer function `yylex', the error reporting function
  540. `yyerror' and the parser function `yyparse' itself.  This also
  541. includes numerous identifiers used for internal purposes.  Therefore,
  542. you should avoid using C identifiers starting with `yy' or `YY' in
  543. the Bison grammar file except for the ones defined in this manual.
  544.  
  545.  
  546.  
  547. File: bison.info,  Node: Stages,  Next: Grammar Layout,  Prev: Bison Parser,  Up: Concepts
  548.  
  549. Stages in Using Bison
  550. =====================
  551.  
  552. The actual language-design process using Bison, from grammar
  553. specification to a working compiler or interpreter, has these parts:
  554.  
  555.   1. Formally specify the grammar in a form recognized by Bison
  556.      (*note Grammar File::.).  For each grammatical rule in the
  557.      language, describe the action that is to be taken when an
  558.      instance of that rule is recognized.  The action is described by
  559.      a sequence of C statements.
  560.  
  561.   2. Write a lexical analyzer to process input and pass tokens to the
  562.      parser.  The lexical analyzer may be written by hand in C (*note
  563.      Lexical::.).  It could also be produced using Lex, but the use
  564.      of Lex is not discussed in this manual.
  565.  
  566.   3. Write a controlling function that calls the Bison-produced parser.
  567.  
  568.   4. Write error-reporting routines.
  569.  
  570. To turn this source code as written into a runnable program, you must
  571. follow these steps:
  572.  
  573.   1. Run Bison on the grammar to produce the parser.
  574.  
  575.   2. Compile the code output by Bison, as well as any other source
  576.      files.
  577.  
  578.   3. Link the object files to produce the finished product.
  579.  
  580.  
  581.  
  582. File: bison.info,  Node: Grammar Layout,  Prev: Stages,  Up: Concepts
  583.  
  584. The Overall Layout of a Bison Grammar
  585. =====================================
  586.  
  587. The input file for the Bison utility is a "Bison grammar file".  The
  588. general form of a Bison grammar file is as follows:
  589.  
  590.      %{
  591.      C DECLARATIONS
  592.      %}
  593.      
  594.      BISON DECLARATIONS
  595.      
  596.      %%
  597.      GRAMMAR RULES
  598.      %%
  599.      ADDITIONAL C CODE
  600.  
  601. The `%%', `%{' and `%}' are punctuation that appears in every Bison
  602. grammar file to separate the sections.
  603.  
  604. The C declarations may define types and variables used in the actions.
  605. You can also use preprocessor commands to define macros used there,
  606. and use `#include' to include header files that do any of these things.
  607.  
  608. The Bison declarations declare the names of the terminal and
  609. nonterminal symbols, and may also describe operator precedence and
  610. the data types of semantic values of various symbols.
  611.  
  612. The grammar rules define how to construct each nonterminal symbol
  613. from its parts.
  614.  
  615. The additional C code can contain any C code you want to use.  Often
  616. the definition of the lexical analyzer `yylex' goes here, plus
  617. subroutines called by the actions in the grammar rules.  In a simple
  618. program, all the rest of the program can go here.
  619.  
  620.  
  621.  
  622. File: bison.info,  Node: Examples,  Next: Grammar File,  Prev: Concepts,  Up: Top
  623.  
  624. Examples
  625. ********
  626.  
  627. Now we show and explain three sample programs written using Bison: a
  628. reverse polish notation calculator, an algebraic (infix) notation
  629. calculator, and a multi-function calculator.  All three have been
  630. tested under BSD Unix 4.3; each produces a usable, though limited,
  631. interactive desk-top calculator.
  632.  
  633. These examples are simple, but Bison grammars for real programming
  634. languages are written the same way.
  635.  
  636. You can copy these examples out of the Info file and into a source
  637. file to try them.
  638.  
  639. * Menu:
  640.  
  641. * RPN Calc::               Reverse polish notation calculator;
  642.                  a first example with no operator precedence.
  643. * Infix Calc::           Infix (algebraic) notation calculator.
  644.                  Operator precedence is introduced.
  645. * Simple Error Recovery::  Continuing after syntax errors.
  646. * Multi-function Calc::    Calculator with memory and trig functions.
  647.                  It uses multiple data-types for semantic values.
  648. * Exercises::           Ideas for improving the multi-function calculator.
  649.  
  650.  
  651.  
  652. File: bison.info,  Node: RPN Calc,  Next: Infix Calc,  Prev: Examples,  Up: Examples
  653.  
  654. Reverse Polish Notation Calculator
  655. ==================================
  656.  
  657. The first example is that of a simple double-precision "reverse
  658. polish notation" calculator (a calculator using postfix operators). 
  659. This example provides a good starting point, since operator
  660. precedence is not an issue.  The second example will illustrate how
  661. operator precedence is handled.
  662.  
  663. The source code for this calculator is named `rpcalc.y'.  The `.y'
  664. extension is a convention used for Bison input files.
  665.  
  666. * Menu:
  667.  
  668. * Decls: Rpcalc Decls.    Bison and C declarations for rpcalc.
  669. * Rules: Rpcalc Rules.    Grammar Rules for rpcalc, with explanation.
  670. * Input: Rpcalc Input.      Explaining the rules for `input'.
  671. * Line: Rpcalc Line.      Explaining the rules for `line'.
  672. * Expr: Rpcalc Expr.      Explaining the rules for `expr'.
  673. * Lexer: Rpcalc Lexer.    The lexical analyzer.
  674. * Main: Rpcalc Main.      The controlling function.
  675. * Error: Rpcalc Error.    The error reporting function.
  676. * Gen: Rpcalc Gen.        Running Bison on the grammar file.
  677. * Comp: Rpcalc Compile.   Run the C compiler on the output code.
  678.  
  679.  
  680.  
  681. File: bison.info,  Node: Rpcalc Decls,  Next: Rpcalc Lexer,  Prev: RPN calc,  Up: RPN calc
  682.  
  683. Declarations for Rpcalc
  684. -----------------------
  685.  
  686. Here are the C and Bison declarations for the reverse polish notation
  687. calculator.  As in C, comments are placed between `/*...*/'.
  688.  
  689.      /* Reverse polish notation calculator. */
  690.      
  691.      %{
  692.      #define YYSTYPE double
  693.      #include <math.h>
  694.      %}
  695.      
  696.      %token NUM
  697.      
  698.      %% /* Grammar rules and actions follow */
  699.  
  700. The C declarations section (*note C Declarations::.) contains two
  701. preprocessor directives.
  702.  
  703. The `#define' directive defines the macro `YYSTYPE', thus specifying
  704. the C data type for semantic values of both tokens and groupings
  705. (*note Value Type::.).  The Bison parser will use whatever type
  706. `YYSTYPE' is defined as; if you don't define it, `int' is the
  707. default.  Because we specify `double', each token and each expression
  708. has an associated value, which is a floating point number.
  709.  
  710. The `#include' directive is used to declare the exponentiation
  711. function `pow'.
  712.  
  713. The second section, Bison declarations, provides information to Bison
  714. about the token types (*note Bison Declarations::.).  Each terminal
  715. symbol that is not a single-character literal must be declared here. 
  716. (Single-character literals normally don't need to be declared.)  In
  717. this example, all the arithmetic operators are designated by
  718. single-character literals, so the only terminal symbol that needs to
  719. be declared is `NUM', the token type for numeric constants.
  720.  
  721.  
  722.  
  723. File: bison.info,  Node: Rpcalc Rules,  Next: Rpcalc Input,  Prev: Rpcalc Decls,  Up: RPN Calc
  724.  
  725. Grammar Rules for Rpcalc
  726. ------------------------
  727.  
  728. Here are the grammar rules for the reverse polish notation calculator.
  729.  
  730.      input:    /* empty */
  731.              | input line
  732.      ;
  733.      
  734.      line:     '\n'
  735.              | exp '\n'  { printf ("\t%.10g\n", $1); }
  736.      ;
  737.      
  738.      exp:      NUM             { $$ = $1;         }
  739.              | exp exp '+'     { $$ = $1 + $2;    }
  740.              | exp exp '-'     { $$ = $1 - $2;    }
  741.              | exp exp '*'     { $$ = $1 * $2;    }
  742.              | exp exp '/'     { $$ = $1 / $2;    }
  743.            /* Exponentiation */
  744.              | exp exp '^'     { $$ = pow ($1, $2); }
  745.            /* Unary minus    */
  746.              | exp 'n'         { $$ = -$1;        }
  747.      ;
  748.      %%
  749.  
  750. The groupings of the rpcalc ``language'' defined here are the
  751. expression (given the name `exp'), the line of input (`line'), and
  752. the complete input transcript (`input').  Each of these nonterminal
  753. symbols has several alternate rules, joined by the `|' punctuator
  754. which is read as ``or''.  The following sections explain what these
  755. rules mean.
  756.  
  757. The semantics of the language is determined by the actions taken when
  758. a grouping is recognized.  The actions are the C code that appears
  759. inside braces.  *Note Actions::.
  760.  
  761. You must specify these actions in C, but Bison provides the means for
  762. passing semantic values between the rules.  In each action, the
  763. pseudo-variable `$$' stands for the semantic value for the grouping
  764. that the rule is going to construct.  Assigning a value to `$$' is
  765. the main job of most actions.  The semantic values of the components
  766. of the rule are referred to as `$1', `$2', and so on.
  767.  
  768.  
  769.  
  770. File: bison.info,  Node: Rpcalc Input,  Next: Rpcalc Line,  Prev: Rpcalc Rules,  Up: RPN Calc
  771.  
  772. Explanation of `input'
  773. ......................
  774.  
  775.  Consider the definition of `input':
  776.  
  777.      input:    /* empty */
  778.              | input line
  779.      ;
  780.  
  781. This definition reads as follows: ``A complete input is either an
  782. empty string, or a complete input followed by an input line''. 
  783. Notice that ``complete input'' is defined in terms of itself.  This
  784. definition is said to be "left recursive" since `input' appears
  785. always as the leftmost symbol in the sequence.  *Note Recursion::.
  786.  
  787. The first alternative is empty because there are no symbols between
  788. the colon and the first `|'; this means that `input' can match an
  789. empty string of input (no tokens).  We write the rules this way
  790. because it is legitimate to type `Ctrl-d' right after you start the
  791. calculator.  It's conventional to put an empty alternative first and
  792. write the comment `/* empty */' in it.
  793.  
  794. The second alternate rule (`input line') handles all nontrivial input.
  795. It means, ``After reading any number of lines, read one more line if
  796. possible.''  The left recursion makes this rule into a loop.  Since
  797. the first alternative matches empty input, the loop can be executed
  798. zero or more times.
  799.  
  800. The parser function `yyparse' continues to process input until a
  801. grammatical error is seen or the lexical analyzer says there are no
  802. more input tokens; we will arrange for the latter to happen at end of
  803. file.
  804.  
  805.  
  806.  
  807. File: bison.info,  Node: Rpcalc Line,  Next: Rpcalc Expr,  Prev: Rpcalc Input,  Up: RPN Calc
  808.  
  809. Explanation of `line'
  810. .....................
  811.  
  812.  Now consider the definition of `line':
  813.  
  814.      line:     '\n'
  815.              | exp '\n'  { printf ("\t%.10g\n", $1); }
  816.      ;
  817.  
  818. The first alternative is a token which is a newline character; this
  819. means that rpcalc accepts a blank line (and ignores it, since there
  820. is no action).  The second alternative is an expression followed by a
  821. newline.  This is the alternative that makes rpcalc useful.  The
  822. semantic value of the `exp' grouping is the value of `$1' because the
  823. `exp' in question is the first symbol in the alternative.  The action
  824. prints this value, which is the result of the computation the user
  825. asked for.
  826.  
  827. This action is unusual because it does not assign a value to `$$'. 
  828. As a consequence, the semantic value associated with the `line' is
  829. uninitialized (its value will be unpredictable).  This would be a bug
  830. if that value were ever used, but we don't use it: once rpcalc has
  831. printed the value of the user's input line, that value is no longer
  832. needed.
  833.  
  834.  
  835.  
  836. File: bison.info,  Node: Rpcalc Expr,  Next: Rpcalc Lexer,  Prev: Rpcalc Line,  Up: RPN Calc
  837.  
  838. Explanation of `expr'
  839. .....................
  840.  
  841.  The `exp' grouping has several rules, one for each kind of expression.
  842. The first rule handles the simplest expressions: those that are just
  843. numbers.  The second handles an addition-expression, which looks like
  844. two expressions followed by a plus-sign.  The third handles
  845. subtraction, and so on.
  846.  
  847.      exp:      NUM
  848.              | exp exp '+'     { $$ = $1 + $2;    }
  849.              | exp exp '-'     { $$ = $1 - $2;    }
  850.              ...
  851.              ;
  852.  
  853. We have used `|' to join all the rules for `exp', but we could
  854. equally well have written them separately:
  855.  
  856.      exp:      NUM ;
  857.      exp:      exp exp '+'     { $$ = $1 + $2;    } ;
  858.      exp:      exp exp '-'     { $$ = $1 - $2;    } ;
  859.              ...
  860.  
  861.  Most of the rules have actions that compute the value of the
  862. expression in terms of the value of its parts.  For example, in the
  863. rule for addition, `$1' refers to the first component `exp' and `$2'
  864. refers to the second one.  The third component, `'+'', has no
  865. meaningful associated semantic value, but if it had one you could
  866. refer to it as `$3'.  When `yyparse' recognizes a sum expression
  867. using this rule, the sum of the two subexpressions' values is
  868. produced as the value of the entire expression.  *Note Actions::.
  869.  
  870. You don't have to give an action for every rule.  When a rule has no
  871. action, Bison by default copies the value of `$1' into `$$'.  This is
  872. what happens in the first rule (the one that uses `NUM').
  873.  
  874. The formatting shown here is the recommended convention, but Bison
  875. does not require it.  You can add or change whitespace as much as you
  876. wish.  For example, this:
  877.  
  878.      exp   : NUM | exp exp '+' {$$ = $1 + $2; } | ...
  879.  
  880.  means the same thing as this:
  881.  
  882.      exp:      NUM
  883.              | exp exp '+'    { $$ = $1 + $2; }
  884.              | ...
  885.  
  886.  The latter, however, is much more readable.
  887.  
  888.  
  889.  
  890. File: bison.info,  Node: Rpcalc Lexer,  Next: Rpcalc Main,  Prev: Rpcalc Expr,  Up: RPN Calc
  891.  
  892. The Rpcalc Lexical Analyzer
  893. ---------------------------
  894.  
  895. The lexical analyzer's job is low-level parsing: converting
  896. characters or sequences of characters into tokens.  The Bison parser
  897. gets its tokens by calling the lexical analyzer.  *Note Lexical::.
  898.  
  899. Only a simple lexical analyzer is needed for the RPN calculator. 
  900. This lexical analyzer skips blanks and tabs, then reads in numbers as
  901. `double' and returns them as `NUM' tokens.  Any other character that
  902. isn't part of a number is a separate token.  Note that the token-code
  903. for such a single-character token is the character itself.
  904.  
  905. The return value of the lexical analyzer function is a numeric code
  906. which represents a token type.  The same text used in Bison rules to
  907. stand for this token type is also a C expression for the numeric code
  908. for the type.  This works in two ways.  If the token type is a
  909. character literal, then its numeric code is the ASCII code for that
  910. character; you can use the same character literal in the lexical
  911. analyzer to express the number.  If the token type is an identifier,
  912. that identifier is defined by Bison as a C macro whose definition is
  913. the appropriate number.  In this example, therefore, `NUM' becomes a
  914. macro for `yylex' to use.
  915.  
  916. The semantic value of the token (if it has one) is stored into the
  917. global variable `yylval', which is where the Bison parser will look
  918. for it.  (The C data type of `yylval' is `YYSTYPE', which was defined
  919. at the beginning of the grammar; *note Rpcalc Decls::..)
  920.  
  921. A token type code of zero is returned if the end-of-file is
  922. encountered.  (Bison recognizes any nonpositive value as indicating
  923. the end of the input.)
  924.  
  925. Here is the code for the lexical analyzer:
  926.  
  927.      /* Lexical analyzer returns a double floating point number on the
  928.         stack and the token NUM, or the ASCII character read if not a
  929.         number.  Skips all blanks and tabs, returns 0 for EOF. */
  930.      
  931.      #include <ctype.h>
  932.      
  933.      yylex ()
  934.      {
  935.        int c;
  936.      
  937.        while ((c = getchar ()) == ' ' || c == '\t')  /* skip white space  */
  938.          ;
  939.        if (c == '.' || isdigit (c))                /* process numbers   */
  940.          {
  941.            ungetc (c, stdin);
  942.            scanf ("%lf", &yylval);
  943.            return NUM;
  944.          }
  945.        if (c == EOF)                            /* return end-of-file  */
  946.          return 0;
  947.        return c;                                /* return single chars */
  948.      }
  949.  
  950.  
  951.  
  952. File: bison.info,  Node: Rpcalc Main,  Next: Rpcalc Error,  Prev: Rpcalc Lexer,  Up: RPN Calc
  953.  
  954. The Controlling Function
  955. ------------------------
  956.  
  957. In keeping with the spirit of this example, the controlling function
  958. is kept to the bare minimum.  The only requirement is that it call
  959. `yyparse' to start the process of parsing.
  960.  
  961.      main ()
  962.      {
  963.        yyparse ();
  964.      }
  965.  
  966.  
  967.  
  968. File: bison.info,  Node: Rpcalc Error,  Next: Rpcalc Gen,  Prev: Rpcalc Main,  Up: RPN Calc
  969.  
  970. The Error Reporting Routine
  971. ---------------------------
  972.  
  973. When `yyparse' detects a syntax error, it calls the error reporting
  974. function `yyerror' to print an error message (usually but not always
  975. `"parse error"').  It is up to the programmer to supply `yyerror'
  976. (*note Interface::.), so here is the definition we will use:
  977.  
  978.      #include <stdio.h>
  979.      
  980.      yyerror (s)  /* Called by yyparse on error */
  981.           char *s;
  982.      {
  983.        printf ("%s\n", s);
  984.      }
  985.  
  986. After `yyerror' returns, the Bison parser may recover from the error
  987. and continue parsing if the grammar contains a suitable error rule
  988. (*note Error Recovery::.).  Otherwise, `yyparse' returns nonzero.  We
  989. have not written any error rules in this example, so any invalid
  990. input will cause the calculator program to exit.  This is not clean
  991. behavior for a real calculator, but it is adequate in the first
  992. example.
  993.  
  994.  
  995.  
  996. File: bison.info,  Node: Rpcalc Gen,  Next: Rpcalc Compile,  Prev: Rpcalc Error,  Up: RPN Calc
  997.  
  998. Running Bison to Make the Parser
  999. --------------------------------
  1000.  
  1001. Before running Bison to produce a parser, we need to decide how to
  1002. arrange all the source code in one or more source files.  For such a
  1003. simple example, the easiest thing is to put everything in one file. 
  1004. The definitions of `yylex', `yyerror' and `main' go at the end, in
  1005. the ``additional C code'' section of the file (*note Grammar
  1006. Layout::.).
  1007.  
  1008. For a large project, you would probably have several source files,
  1009. and use `make' to arrange to recompile them.
  1010.  
  1011. With all the source in a single file, you use the following command
  1012. to convert it into a parser file:
  1013.  
  1014.      bison FILE_NAME.y
  1015.  
  1016. In this example the file was called `rpcalc.y' (for ``Reverse Polish
  1017. CALCulator'').  Bison produces a file named `FILE_NAME.tab.c',
  1018. removing the `.y' from the original file name. The file output by
  1019. Bison contains the source code for `yyparse'.  The additional
  1020. functions in the input file (`yylex', `yyerror' and `main') are
  1021. copied verbatim to the output.
  1022.  
  1023.  
  1024.  
  1025. File: bison.info,  Node: Rpcalc Compile,  Prev: Rpcalc Gen,  Up: RPN Calc
  1026.  
  1027. Compiling the Parser File
  1028. -------------------------
  1029.  
  1030. Here is how to compile and run the parser file:
  1031.  
  1032.      # List files in current directory.
  1033.      % ls
  1034.      rpcalc.tab.c  rpcalc.y
  1035.      
  1036.      # Compile the Bison parser.
  1037.      # `-lm' tells compiler to search math library for `pow'.
  1038.      % cc rpcalc.tab.c -lm -o rpcalc
  1039.      
  1040.      # List files again.
  1041.      % ls
  1042.      rpcalc  rpcalc.tab.c  rpcalc.y
  1043.  
  1044. The file `rpcalc' now contains the executable code.  Here is an
  1045. example session using `rpcalc'.
  1046.  
  1047.      % rpcalc
  1048.      4 9 +
  1049.      13
  1050.      3 * 7 + 3 4 5 *+-
  1051.      -13
  1052.      3 7 + 3 4 5 * + - n              Note the unary minus, `n'
  1053.      13
  1054.      5 6 / 4 n +
  1055.      -3.166666667
  1056.      3 4 ^                            Exponentiation
  1057.      81
  1058.      ^D                               End-of-file indicator
  1059.      %
  1060.  
  1061.  
  1062.  
  1063. File: bison.info,  Node: Infix Calc,  Next: Simple Error Recovery,  Prev: RPN Calc,  Up: Top
  1064.  
  1065. Infix Notation Calculator: `calc'
  1066. =================================
  1067.  
  1068. We now modify rpcalc to handle infix operators instead of postfix. 
  1069. Infix notation involves the concept of operator precedence and the
  1070. need for parentheses nested to arbitrary depth.  Here is the Bison
  1071. code for `calc.y', an infix desk-top calculator.
  1072.  
  1073.      /* Infix notation calculator--calc */
  1074.      
  1075.      %{
  1076.      #define YYSTYPE double
  1077.      #include <math.h>
  1078.      %}
  1079.      
  1080.      %token NUM
  1081.      %left '-' '+'
  1082.      %left '*' '/'
  1083.      %left NEG     /* negation--unary minus */
  1084.      %right '^'    /* exponentiation        */
  1085.      
  1086.      /* Grammar follows */
  1087.      %%
  1088.      input:    /* empty string */
  1089.              | input line
  1090.      ;
  1091.      
  1092.      line:     '\n'
  1093.              | exp '\n'  { printf("\t%.10g\n", $1); }
  1094.      ;
  1095.      
  1096.      exp:      NUM                { $$ = $1;         }
  1097.              | exp '+' exp        { $$ = $1 + $3;    }
  1098.              | exp '-' exp        { $$ = $1 - $3;    }
  1099.              | exp '*' exp        { $$ = $1 * $3;    }
  1100.              | exp '/' exp        { $$ = $1 / $3;    }
  1101.              | '-' exp  %prec NEG { $$ = -$2;        }
  1102.              | exp '^' exp        { $$ = pow ($1, $3); }
  1103.              | '(' exp ')'        { $$ = $2;         }
  1104.      ;
  1105.      %%
  1106.  
  1107. The functions `yylex', `yyerror' and `main' can be the same as before.
  1108.  
  1109. There are two important new features shown in this code.
  1110.  
  1111. In the second section (Bison declarations), `%left' declares token
  1112. types and says they are left-associative operators.  The declarations
  1113. `%left' and `%right' (right associativity) take the place of `%token'
  1114. which is used to declare a token type name without associativity. 
  1115. (These tokens are single-character literals, which ordinarily don't
  1116. need to be declared.  We declare them here to specify the
  1117. associativity.)
  1118.  
  1119. Operator precedence is determined by the line ordering of the
  1120. declarations; the lower the declaration, the higher the precedence. 
  1121. Hence, exponentiation has the highest precedence, unary minus (`NEG')
  1122. is next, followed by `*' and `/', and so on.  *Note Precedence::.
  1123.  
  1124. The other important new feature is the `%prec' in the grammar section
  1125. for the unary minus operator.  The `%prec' simply instructs Bison
  1126. that the rule `| '-' exp' has the same precedence as `NEG'--in this
  1127. case the next-to-highest.  *Note Contextual Precedence::.
  1128.  
  1129. Here is a sample run of `calc.y':
  1130.  
  1131.      % calc
  1132.      4 + 4.5 - (34/(8*3+-3))
  1133.      6.880952381
  1134.      -56 + 2
  1135.      -54
  1136.      3 ^ 2
  1137.      9
  1138.  
  1139.  
  1140.  
  1141. File: bison.info,  Node: Simple Error Recovery,  Next: Multi-function Calc,  Prev: Infix Calc,  Up: Examples
  1142.  
  1143. Simple Error Recovery
  1144. =====================
  1145.  
  1146. Up to this point, this manual has not addressed the issue of "error
  1147. recovery"--how to continue parsing after the parser detects a syntax
  1148. error.  All we have handled is error reporting with `yyerror'. 
  1149. Recall that by default `yyparse' returns after calling `yyerror'. 
  1150. This means that an erroneous input line causes the calculator program
  1151. to exit.  Now we show how to rectify this deficiency.
  1152.  
  1153. The Bison language itself includes the reserved word `error', which
  1154. may be included in the grammar rules.  In the example below it has
  1155. been added to one of the alternatives for `line':
  1156.  
  1157.      line:     '\n'
  1158.              | exp '\n'   { printf("\t%.10g\n", $1); }
  1159.              | error '\n' { yyerrok;                 }
  1160.      ;
  1161.  
  1162. This addition to the grammar allows for simple error recovery in the
  1163. event of a parse error.  If an expression that cannot be evaluated is
  1164. read, the error will be recognized by the third rule for `line', and
  1165. parsing will continue.  (The `yyerror' function is still called upon
  1166. to print its message as well.)  The action executes the statement
  1167. `yyerrok', a macro defined automatically by Bison; its meaning is
  1168. that error recovery is complete (*note Error Recovery::.).  Note the
  1169. difference between `yyerrok' and `yyerror'; neither one is a misprint.
  1170.  
  1171. This form of error recovery deals with syntax errors.  There are
  1172. other kinds of errors; for example, division by zero, which raises an
  1173. exception signal that is normally fatal.  A real calculator program
  1174. must handle this signal and use `longjmp' to return to `main' and
  1175. resume parsing input lines; it would also have to discard the rest of
  1176. the current line of input.  We won't discuss this issue further
  1177. because it is not specific to Bison programs.
  1178.  
  1179.  
  1180.  
  1181. File: bison.info,  Node: Multi-function Calc,  Prev: Simple Error Recovery,  Up: Examples
  1182.  
  1183. Multi-Function Calculator: `mfcalc'
  1184. ===================================
  1185.  
  1186. Now that the basics of Bison have been discussed, it is time to move
  1187. on to a more advanced problem.  The above calculators provided only
  1188. five functions, `+', `-', `*', `/' and `^'.  It would be nice to have
  1189. a calculator that provides other mathematical functions such as
  1190. `sin', `cos', etc.
  1191.  
  1192. It is easy to add new operators to the infix calculator as long as
  1193. they are only single-character literals.  The lexical analyzer
  1194. `yylex' passes back all non-number characters as tokens, so new
  1195. grammar rules suffice for adding a new operator.  But we want
  1196. something more flexible: built-in functions whose syntax has this form:
  1197.  
  1198.      FUNCTION_NAME (ARGUMENT)
  1199.  
  1200. At the same time, we will add memory to the calculator, by allowing
  1201. you to create named variables, store values in them, and use them
  1202. later.  Here is a sample session with the multi-function calculator:
  1203.  
  1204.      % acalc
  1205.      pi = 3.141592653589
  1206.      3.1415926536
  1207.      sin(pi)
  1208.      0.0000000000
  1209.      alpha = beta1 = 2.3
  1210.      2.3000000000
  1211.      alpha
  1212.      2.3000000000
  1213.      ln(alpha)
  1214.      0.8329091229
  1215.      exp(ln(beta1))
  1216.      2.3000000000
  1217.      %
  1218.  
  1219. Note that multiple assignment and nested function calls are permitted.
  1220.  
  1221. * Menu:
  1222.  
  1223. * Decl: Mfcalc Decl.     Bison declarations for multi-function calculator.
  1224. * Rules: Mfcalc Rules.   Grammar rules for the calculator.
  1225. * Symtab: Mfcalc Symtab. Symbol table management subroutines.
  1226.  
  1227.  
  1228.