home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Celestin Apprentice 5 / Apprentice-Release5.iso / Source Code / C / Applications / Python 1.3.3 / Python 133 SRC / Parser / parser.c < prev    next >
Text File  |  1995-12-21  |  9KB  |  422 lines
  1. /***********************************************************
  2. Copyright 1991-1995 by Stichting Mathematisch Centrum, Amsterdam,
  3. The Netherlands.
  4.  
  5.                         All Rights Reserved
  6.  
  7. Permission to use, copy, modify, and distribute this software and its 
  8. documentation for any purpose and without fee is hereby granted, 
  9. provided that the above copyright notice appear in all copies and that
  10. both that copyright notice and this permission notice appear in 
  11. supporting documentation, and that the names of Stichting Mathematisch
  12. Centrum or CWI not be used in advertising or publicity pertaining to
  13. distribution of the software without specific, written prior permission.
  14.  
  15. STICHTING MATHEMATISCH CENTRUM DISCLAIMS ALL WARRANTIES WITH REGARD TO
  16. THIS SOFTWARE, INCLUDING ALL IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND
  17. FITNESS, IN NO EVENT SHALL STICHTING MATHEMATISCH CENTRUM BE LIABLE
  18. FOR ANY SPECIAL, INDIRECT OR CONSEQUENTIAL DAMAGES OR ANY DAMAGES
  19. WHATSOEVER RESULTING FROM LOSS OF USE, DATA OR PROFITS, WHETHER IN AN
  20. ACTION OF CONTRACT, NEGLIGENCE OR OTHER TORTIOUS ACTION, ARISING OUT
  21. OF OR IN CONNECTION WITH THE USE OR PERFORMANCE OF THIS SOFTWARE.
  22.  
  23. ******************************************************************/
  24.  
  25. /* Parser implementation */
  26.  
  27. /* For a description, see the comments at end of this file */
  28.  
  29. /* XXX To do: error recovery */
  30.  
  31. #include "pgenheaders.h"
  32. #include "assert.h"
  33. #include "token.h"
  34. #include "grammar.h"
  35. #include "node.h"
  36. #include "parser.h"
  37. #include "errcode.h"
  38.  
  39.  
  40. #ifdef DEBUG
  41. extern int debugging;
  42. #define D(x) if (!debugging); else x
  43. #else
  44. #define D(x)
  45. #endif
  46.  
  47.  
  48. /* STACK DATA TYPE */
  49.  
  50. static void s_reset PROTO((stack *));
  51.  
  52. static void
  53. s_reset(s)
  54.     stack *s;
  55. {
  56.     s->s_top = &s->s_base[MAXSTACK];
  57. }
  58.  
  59. #define s_empty(s) ((s)->s_top == &(s)->s_base[MAXSTACK])
  60.  
  61. static int s_push PROTO((stack *, dfa *, node *));
  62.  
  63. static int
  64. s_push(s, d, parent)
  65.     register stack *s;
  66.     dfa *d;
  67.     node *parent;
  68. {
  69.     register stackentry *top;
  70.     if (s->s_top == s->s_base) {
  71.         fprintf(stderr, "s_push: parser stack overflow\n");
  72.         return -1;
  73.     }
  74.     top = --s->s_top;
  75.     top->s_dfa = d;
  76.     top->s_parent = parent;
  77.     top->s_state = 0;
  78.     return 0;
  79. }
  80.  
  81. #ifdef DEBUG
  82.  
  83. static void s_pop PROTO((stack *));
  84.  
  85. static void
  86. s_pop(s)
  87.     register stack *s;
  88. {
  89.     if (s_empty(s))
  90.         fatal("s_pop: parser stack underflow -- FATAL");
  91.     s->s_top++;
  92. }
  93.  
  94. #else /* !DEBUG */
  95.  
  96. #define s_pop(s) (s)->s_top++
  97.  
  98. #endif
  99.  
  100.  
  101. /* PARSER CREATION */
  102.  
  103. parser_state *
  104. newparser(g, start)
  105.     grammar *g;
  106.     int start;
  107. {
  108.     parser_state *ps;
  109.     
  110.     if (!g->g_accel)
  111.         addaccelerators(g);
  112.     ps = NEW(parser_state, 1);
  113.     if (ps == NULL)
  114.         return NULL;
  115.     ps->p_grammar = g;
  116.     ps->p_tree = newtree(start);
  117.     if (ps->p_tree == NULL) {
  118.         DEL(ps);
  119.         return NULL;
  120.     }
  121.     s_reset(&ps->p_stack);
  122.     (void) s_push(&ps->p_stack, finddfa(g, start), ps->p_tree);
  123.     return ps;
  124. }
  125.  
  126. void
  127. delparser(ps)
  128.     parser_state *ps;
  129. {
  130.     /* NB If you want to save the parse tree,
  131.        you must set p_tree to NULL before calling delparser! */
  132.     freetree(ps->p_tree);
  133.     DEL(ps);
  134. }
  135.  
  136.  
  137. /* PARSER STACK OPERATIONS */
  138.  
  139. static int shift PROTO((stack *, int, char *, int, int));
  140.  
  141. static int
  142. shift(s, type, str, newstate, lineno)
  143.     register stack *s;
  144.     int type;
  145.     char *str;
  146.     int newstate;
  147.     int lineno;
  148. {
  149.     assert(!s_empty(s));
  150.     if (addchild(s->s_top->s_parent, type, str, lineno) == NULL) {
  151.         fprintf(stderr, "shift: no mem in addchild\n");
  152.         return -1;
  153.     }
  154.     s->s_top->s_state = newstate;
  155.     return 0;
  156. }
  157.  
  158. static int push PROTO((stack *, int, dfa *, int, int));
  159.  
  160. static int
  161. push(s, type, d, newstate, lineno)
  162.     register stack *s;
  163.     int type;
  164.     dfa *d;
  165.     int newstate;
  166.     int lineno;
  167. {
  168.     register node *n;
  169.     n = s->s_top->s_parent;
  170.     assert(!s_empty(s));
  171.     if (addchild(n, type, (char *)NULL, lineno) == NULL) {
  172.         fprintf(stderr, "push: no mem in addchild\n");
  173.         return -1;
  174.     }
  175.     s->s_top->s_state = newstate;
  176.     return s_push(s, d, CHILD(n, NCH(n)-1));
  177. }
  178.  
  179.  
  180. /* PARSER PROPER */
  181.  
  182. static int classify PROTO((grammar *, int, char *));
  183.  
  184. static int
  185. classify(g, type, str)
  186.     grammar *g;
  187.     register int type;
  188.     char *str;
  189. {
  190.     register int n = g->g_ll.ll_nlabels;
  191.     
  192.     if (type == NAME) {
  193.         register char *s = str;
  194.         register label *l = g->g_ll.ll_label;
  195.         register int i;
  196.         for (i = n; i > 0; i--, l++) {
  197.             if (l->lb_type == NAME && l->lb_str != NULL &&
  198.                     l->lb_str[0] == s[0] &&
  199.                     strcmp(l->lb_str, s) == 0) {
  200.                 D(printf("It's a keyword\n"));
  201.                 return n - i;
  202.             }
  203.         }
  204.     }
  205.     
  206.     {
  207.         register label *l = g->g_ll.ll_label;
  208.         register int i;
  209.         for (i = n; i > 0; i--, l++) {
  210.             if (l->lb_type == type && l->lb_str == NULL) {
  211.                 D(printf("It's a token we know\n"));
  212.                 return n - i;
  213.             }
  214.         }
  215.     }
  216.     
  217.     D(printf("Illegal token\n"));
  218.     return -1;
  219. }
  220.  
  221. int
  222. addtoken(ps, type, str, lineno)
  223.     register parser_state *ps;
  224.     register int type;
  225.     char *str;
  226.     int lineno;
  227. {
  228.     register int ilabel;
  229.     
  230.     D(printf("Token %s/'%s' ... ", tok_name[type], str));
  231.     
  232.     /* Find out which label this token is */
  233.     ilabel = classify(ps->p_grammar, type, str);
  234.     if (ilabel < 0)
  235.         return E_SYNTAX;
  236.     
  237.     /* Loop until the token is shifted or an error occurred */
  238.     for (;;) {
  239.         /* Fetch the current dfa and state */
  240.         register dfa *d = ps->p_stack.s_top->s_dfa;
  241.         register state *s = &d->d_state[ps->p_stack.s_top->s_state];
  242.         
  243.         D(printf(" DFA '%s', state %d:",
  244.             d->d_name, ps->p_stack.s_top->s_state));
  245.         
  246.         /* Check accelerator */
  247.         if (s->s_lower <= ilabel && ilabel < s->s_upper) {
  248.             register int x = s->s_accel[ilabel - s->s_lower];
  249.             if (x != -1) {
  250.                 if (x & (1<<7)) {
  251.                     /* Push non-terminal */
  252.                     int nt = (x >> 8) + NT_OFFSET;
  253.                     int arrow = x & ((1<<7)-1);
  254.                     dfa *d1 = finddfa(ps->p_grammar, nt);
  255.                     if (push(&ps->p_stack, nt, d1,
  256.                         arrow, lineno) < 0) {
  257.                         D(printf(" MemError: push.\n"));
  258.                         return E_NOMEM;
  259.                     }
  260.                     D(printf(" Push ...\n"));
  261.                     continue;
  262.                 }
  263.                 
  264.                 /* Shift the token */
  265.                 if (shift(&ps->p_stack, type, str,
  266.                         x, lineno) < 0) {
  267.                     D(printf(" MemError: shift.\n"));
  268.                     return E_NOMEM;
  269.                 }
  270.                 D(printf(" Shift.\n"));
  271.                 /* Pop while we are in an accept-only state */
  272.                 while (s = &d->d_state
  273.                         [ps->p_stack.s_top->s_state],
  274.                     s->s_accept && s->s_narcs == 1) {
  275.                     D(printf("  Direct pop.\n"));
  276.                     s_pop(&ps->p_stack);
  277.                     if (s_empty(&ps->p_stack)) {
  278.                         D(printf("  ACCEPT.\n"));
  279.                         return E_DONE;
  280.                     }
  281.                     d = ps->p_stack.s_top->s_dfa;
  282.                 }
  283.                 return E_OK;
  284.             }
  285.         }
  286.         
  287.         if (s->s_accept) {
  288.             /* Pop this dfa and try again */
  289.             s_pop(&ps->p_stack);
  290.             D(printf(" Pop ...\n"));
  291.             if (s_empty(&ps->p_stack)) {
  292.                 D(printf(" Error: bottom of stack.\n"));
  293.                 return E_SYNTAX;
  294.             }
  295.             continue;
  296.         }
  297.         
  298.         /* Stuck, report syntax error */
  299.         D(printf(" Error.\n"));
  300.         return E_SYNTAX;
  301.     }
  302. }
  303.  
  304.  
  305. #ifdef DEBUG
  306.  
  307. /* DEBUG OUTPUT */
  308.  
  309. void
  310. dumptree(g, n)
  311.     grammar *g;
  312.     node *n;
  313. {
  314.     int i;
  315.     
  316.     if (n == NULL)
  317.         printf("NIL");
  318.     else {
  319.         label l;
  320.         l.lb_type = TYPE(n);
  321.         l.lb_str = STR(n);
  322.         printf("%s", labelrepr(&l));
  323.         if (ISNONTERMINAL(TYPE(n))) {
  324.             printf("(");
  325.             for (i = 0; i < NCH(n); i++) {
  326.                 if (i > 0)
  327.                     printf(",");
  328.                 dumptree(g, CHILD(n, i));
  329.             }
  330.             printf(")");
  331.         }
  332.     }
  333. }
  334.  
  335. void
  336. showtree(g, n)
  337.     grammar *g;
  338.     node *n;
  339. {
  340.     int i;
  341.     
  342.     if (n == NULL)
  343.         return;
  344.     if (ISNONTERMINAL(TYPE(n))) {
  345.         for (i = 0; i < NCH(n); i++)
  346.             showtree(g, CHILD(n, i));
  347.     }
  348.     else if (ISTERMINAL(TYPE(n))) {
  349.         printf("%s", tok_name[TYPE(n)]);
  350.         if (TYPE(n) == NUMBER || TYPE(n) == NAME)
  351.             printf("(%s)", STR(n));
  352.         printf(" ");
  353.     }
  354.     else
  355.         printf("? ");
  356. }
  357.  
  358. void
  359. printtree(ps)
  360.     parser_state *ps;
  361. {
  362.     if (debugging) {
  363.         printf("Parse tree:\n");
  364.         dumptree(ps->p_grammar, ps->p_tree);
  365.         printf("\n");
  366.         printf("Tokens:\n");
  367.         showtree(ps->p_grammar, ps->p_tree);
  368.         printf("\n");
  369.     }
  370.     printf("Listing:\n");
  371.     listtree(ps->p_tree);
  372.     printf("\n");
  373. }
  374.  
  375. #endif /* DEBUG */
  376.  
  377. /*
  378.  
  379. Description
  380. -----------
  381.  
  382. The parser's interface is different than usual: the function addtoken()
  383. must be called for each token in the input.  This makes it possible to
  384. turn it into an incremental parsing system later.  The parsing system
  385. constructs a parse tree as it goes.
  386.  
  387. A parsing rule is represented as a Deterministic Finite-state Automaton
  388. (DFA).  A node in a DFA represents a state of the parser; an arc represents
  389. a transition.  Transitions are either labeled with terminal symbols or
  390. with non-terminals.  When the parser decides to follow an arc labeled
  391. with a non-terminal, it is invoked recursively with the DFA representing
  392. the parsing rule for that as its initial state; when that DFA accepts,
  393. the parser that invoked it continues.  The parse tree constructed by the
  394. recursively called parser is inserted as a child in the current parse tree.
  395.  
  396. The DFA's can be constructed automatically from a more conventional
  397. language description.  An extended LL(1) grammar (ELL(1)) is suitable.
  398. Certain restrictions make the parser's life easier: rules that can produce
  399. the empty string should be outlawed (there are other ways to put loops
  400. or optional parts in the language).  To avoid the need to construct
  401. FIRST sets, we can require that all but the last alternative of a rule
  402. (really: arc going out of a DFA's state) must begin with a terminal
  403. symbol.
  404.  
  405. As an example, consider this grammar:
  406.  
  407. expr:    term (OP term)*
  408. term:    CONSTANT | '(' expr ')'
  409.  
  410. The DFA corresponding to the rule for expr is:
  411.  
  412. ------->.---term-->.------->
  413.     ^          |
  414.     |          |
  415.     \----OP----/
  416.  
  417. The parse tree generated for the input a+b is:
  418.  
  419. (expr: (term: (NAME: a)), (OP: +), (term: (NAME: b)))
  420.  
  421. */
  422.