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parsergen: move EOL handling out of shift()
[ocean] / csrc / parsergen.mdc
index 356edef02ef96a4fcc1f1704a8740005dd7acc25..d9467442eeab1dfec4720f7a2b4f5c6666d43867 100644 (file)
@@ -5,9 +5,9 @@ fragments, analyses it, and can report details about the analysis and
 write out C code files which can be compiled to make a parser.
 
 "2D support" means that indentation and line breaks can be significant.
-Indent tokens (IN and OUT) and end-of-line (EOL) tokens can be used to
-describe the grammar and the parser can selectively ignore these where
-they aren't relevant.
+Indent tokens (IN and OUT) and end-of-line tokens (EOL and NEWLINE) can
+be used to describe the grammar and the parser can selectively ignore
+these where they aren't relevant.
 
 There are several distinct sections.
 
@@ -152,11 +152,11 @@ because that is what we need to detect tags.
 
 Productions are comprised primarily of symbols - terminal and
 non-terminal.  We do not make a syntactic distinction between the two,
-though non-terminals must be identifiers.  Non-terminal symbols are
-those which appear in the head of a production, terminal symbols are
-those which don't.  There are also "virtual" symbols used for precedence
-marking discussed later, and sometimes we won't know what type a symbol
-is yet.
+though non-terminals must be identifiers while terminals can also be
+marks.  Non-terminal symbols are those which appear in the head of a
+production, terminal symbols are those which don't.  There are also
+"virtual" symbols used for precedence marking discussed later, and
+sometimes we won't know what type a symbol is yet.
 
 To help with code safety it is possible to declare the terminal symbols.
 If this is done, then any symbol used in a production that does not
@@ -291,7 +291,7 @@ carry precedence information but are not included in the grammar.  A
 production can declare that it inherits the precedence of a given
 virtual symbol.
 
-This use for `$$` precludes it from being used as a symbol in the
+This use of `$$` precludes it from being used as a symbol in the
 described language.  Two other symbols: `${` and `}$` are also
 unavailable.
 
@@ -393,9 +393,10 @@ here is told which was found in the `isref` argument.
                        found += 1;
                        t = token_next(ts);
                }
-               if (found == 0)
+               if (found == 0) {
                        err = "No symbols given on precedence/TERM line";
                        goto abort;
+               }
                return NULL;
        abort:
                while (t.num != TK_newline && t.num != TK_eof)
@@ -514,10 +515,6 @@ Now we have all the bits we need to parse a full production.
                tk = token_next(state);
                while (tk.num == TK_ident || tk.num == TK_mark) {
                        struct symbol *bs = sym_find(g, tk.txt);
-                       if (bs->type == Unknown) {
-                               if (!g->terminals_declared)
-                                       bs->type = Terminal;
-                       }
                        if (bs->type == Virtual) {
                                err = "Virtual symbol not permitted in production";
                                goto abort;
@@ -691,20 +688,22 @@ used as a terminal anywhere that a terminal is expected.
                                goto abort;
                }
                token_close(state);
-               if (g->terminals_declared) {
-                       struct symbol *s;
-                       int errs = 0;
-                       for (s = g->syms; s; s = s->next) {
-                               if (s->type != Unknown)
-                                       continue;
-                               errs += 1;
-                               fprintf(stderr, "Token %.*s not declared\n",
-                                       s->name.len, s->name.txt);
-                       }
-                       if (errs) {
-                               free(g); // FIXME free content
-                               g = NULL;
+
+               struct symbol *s;
+               for (s = g->syms; s; s = s->next) {
+                       if (s->type != Unknown)
+                               continue;
+                       if (!g->terminals_declared) {
+                               s->type = Terminal;
+                               continue;
                        }
+                       err = "not declared";
+                       fprintf(stderr, "Token %.*s not declared\n",
+                               s->name.len, s->name.txt);
+               }
+               if (err) {
+                       free(g); // FIXME free content
+                       g = NULL;
                }
                return g;
        abort:
@@ -728,8 +727,8 @@ and to simplify some comparisons of sets, these sets will be stored in a
 list of unique sets, each assigned a number.
 
 Once we have the data structures in hand to manage these sets and lists,
-we can start setting the 'nullable' flag, build the 'FIRST' sets, and
-then create the item sets which define the various states.
+we can start setting the 'nullable' flag, build the 'FIRST' and 'FOLLOW'
+sets, and then create the item sets which define the various states.
 
 ### Symbol sets.
 
@@ -1877,9 +1876,10 @@ optional `FILE` to send tracing to.  The `token_config` gets the list of
 known words added and then is used with the `code_node` to initialize the
 scanner.
 
-`parse_XX` then calls the library function `parser_run` to actually complete
-the parse.  This needs the `states` table and functions to call the various
-pieces of code provided in the grammar file, so they are generated first.
+`parse_XX` then calls the library function `parser_run` to actually
+complete the parse.  This needs the `states` table, the `reductions`
+table and functions to call the various pieces of code provided in the
+grammar file, so they are generated first.
 
 ###### parser_generate
 
@@ -1890,6 +1890,7 @@ pieces of code provided in the grammar file, so they are generated first.
                gen_non_term(f, g);
                gen_goto(f, g);
                gen_states(f, g);
+               gen_reductions(f, g);
                gen_reduce(f, g, file, pre_reduce);
                gen_free(f, g);
 
@@ -1901,7 +1902,7 @@ pieces of code provided in the grammar file, so they are generated first.
                fprintf(f, "\tconfig->words_marks = known;\n");
                fprintf(f, "\tconfig->known_count = sizeof(known)/sizeof(known[0]);\n");
                fprintf(f, "\ttokens = token_open(code, config);\n");
-               fprintf(f, "\tvoid *rv = parser_run(tokens, states, do_reduce, do_free, trace, non_term, config);\n");
+               fprintf(f, "\tvoid *rv = parser_run(tokens, states, reductions, do_reduce, do_free, trace, non_term, config);\n");
                fprintf(f, "\ttoken_close(tokens);\n");
                fprintf(f, "\treturn rv;\n");
                fprintf(f, "}\n\n");
@@ -1942,14 +1943,16 @@ The table of nonterminals used for tracing is a similar array.
                fprintf(f, "};\n\n");
        }
 
-### States and the goto tables.
+### States, reductions, and the go to tables.
 
-For each state we record the goto table and details of the reducible
-production if there is one.
-Some of the details of the reducible production are stored in the
-`do_reduce` function to come later.  Here we store the production
-number, the body size (useful for stack management), and the resulting
-symbol (useful for knowing how to free data later).
+For each state we record the go to table and the reducible production if
+there is one, the details of which are in a separate table of
+reductions.  Some of the details of the reducible production are stored
+in the `do_reduce` function to come later.  In the go to table we store
+the production number and in the reductions table: the body size (useful
+for stack management), the resulting symbol (useful for knowing how to
+free data later), and the size of the resulting asn object (useful for
+preallocation space.
 
 The go to table is stored in a simple array of `sym` and corresponding
 `state`.
@@ -1960,13 +1963,15 @@ The go to table is stored in a simple array of `sym` and corresponding
                short sym;
                short state;
        };
+       struct reduction {
+               short size;
+               short sym;
+               short result_size;
+       };
        struct state {
+               short reduce_prod;
                short go_to_cnt;
                const struct lookup * go_to;
-               short reduce_prod;
-               short reduce_size;
-               short reduce_sym;
-               short result_size;
        };
 
 ###### functions
@@ -1990,6 +1995,26 @@ The go to table is stored in a simple array of `sym` and corresponding
                }
        }
 
+       static void gen_reductions(FILE *f, struct grammar *g)
+       {
+               int i;
+               fprintf(f, "#line 0 \"gen_reductions\"\n");
+               fprintf(f, "static const struct reduction reductions[] = {\n");
+               for (i = 0; i < g->production_count; i++) {
+                       struct production *pr = g->productions[i];
+                       struct symbol *hd = pr->head;
+                       fprintf(f, "\t{%d, %d, ", pr->body_size, hd->num);
+                       if (hd->struct_name.txt == NULL)
+                               fprintf(f, "0 },\n");
+                       else
+                               fprintf(f, "sizeof(struct %.*s%s) },\n",
+                                       hd->struct_name.len,
+                                       hd->struct_name.txt,
+                                       hd->isref ? "*" : "");
+               }
+               fprintf(f, "};\n\n");
+       }
+
        static void gen_states(FILE *f, struct grammar *g)
        {
                int i;
@@ -2014,24 +2039,10 @@ The go to table is stored in a simple array of `sym` and corresponding
                                }
                        }
                        if (is->go_to.cnt)
-                               fprintf(f, "\t[%d] = { %d, goto_%d, ",
-                                       i, is->go_to.cnt, i);
+                               fprintf(f, "\t[%d] = { %d, %d, goto_%d },\n",
+                                       i, prod, is->go_to.cnt, i);
                        else
-                               fprintf(f, "\t[%d] = { 0, NULL, ", i);
-                       if (prod >= 0) {
-                               struct production *pr = g->productions[prod];
-                               struct symbol *hd = pr->head;
-                               fprintf(f, "%d, %d, %d, ", 
-                                       prod, pr->body_size, pr->head->num);
-                               if (hd->struct_name.txt == NULL)
-                                       fprintf(f, "0 },\n");
-                               else
-                                       fprintf(f, "sizeof(struct %.*s%s) },\n",
-                                               hd->struct_name.len,
-                                               hd->struct_name.txt,
-                                               hd->isref ? "*" : "");
-                       } else
-                               fprintf(f, "-1, -1, -1, -1 },\n");
+                               fprintf(f, "\t[%d] = { %d, 0, NULL },\n", i, prod);
                }
                fprintf(f, "};\n\n");
        }
@@ -2042,9 +2053,9 @@ When the parser engine decides to reduce a production, it calls
 `do_reduce` which runs the code that was included with the production,
 if any.
 
-This code needs to be able to store data somewhere.  Rather than
-requiring `do_reduce` to `malloc` that "somewhere", we pass in a large
-buffer and have `do_reduce` return the size to be saved.
+This code needs to be able to store data somewhere so we record the size
+of the data expected with each state so it can be allocated before
+`do_reduce` is called.
 
 In order for the code to access "global" context, we pass in the
 "config" pointer that was passed to the parser function.  If the `struct
@@ -2565,9 +2576,9 @@ recognised properly, and link with `libicuuc` as `libmdcode` requires that.
 Having analysed the grammar and generated all the tables, we only need
 the shift/reduce engine to bring it all together.
 
-### Goto table lookup
+### Go to table lookup
 
-The parser generator has nicely provided us with goto tables sorted by
+The parser generator has nicely provided us with go to tables sorted by
 symbol number.  We need a binary search function to find a symbol in the
 table.
 
@@ -2620,14 +2631,14 @@ The stack usually won't grow very large - maybe a few tens of entries.
 So we dynamically grow an array as required but never bother to
 shrink it down again.
 
-We keep the stack as two separate allocations.  One, `asn_stack` stores
+We keep the stack as two separate allocations.  One, `asn_stack`, stores
 the "abstract syntax nodes" which are created by each reduction.  When
 we call `do_reduce` we need to pass an array of the `asn`s of the body
 of the production, and by keeping a separate `asn` stack, we can just
 pass a pointer into this stack.
 
 The other allocation stores all other stack fields of which there are
-several.  The `state` is the most important one and guides the parsing
+two.  The `state` is the most important one and guides the parsing
 process.  The `sym` is nearly unnecessary as it is implicit in the
 state.  However when we want to free entries from the `asn_stack`, it
 helps to know what type they are so we can call the right freeing
@@ -2641,12 +2652,6 @@ bottom of stack holds the start state but no symbol, as nothing came
 before the beginning.  As we need to store some value, `TK_eof` is used
 to mark the beginning of the file as well as the end.
 
-Indents (IN) are sometimes shifted and sometimes only accounted.
-Whatever decision is made must apply equally to the matching OUT.  To
-ensure this we keep a stack of bits in `ignored_indents`.  When we
-process an IN, we record if it was ignored.  When we see an out, we pop
-of the relavant bit and use it to decide how to handle the OUT.
-
 ###### parser functions
 
        struct parser {
@@ -2672,7 +2677,7 @@ is exactly the same process as shifting in a terminal so we use the same
 function for both.  In both cases we provide the symbol.  The state is
 deduced from the current top-of-stack state and the new symbol.
 
-To simplify other code we arrange for `shift` to fail if there is no `goto`
+To simplify other code we arrange for `shift` to fail if there is no `go to`
 state for the symbol.  This is useful in basic parsing due to our design
 that we shift when we can, and reduce when we cannot.  So the `shift`
 function reports if it could.
@@ -2683,25 +2688,6 @@ stack is empty, it always chooses zero as the next state.
 So `shift` finds the next state.  If that succeeds it extends the
 allocations if needed and pushes all the information onto the stacks.
 
-An extra complication is added to `shift` by the `EOL` token.  This
-token must be generated when a `NEWLINE` is seen, but an `EOL` is
-expected.  When this happens, the `NEWLINE` is NOT consumed, so multiple
-EOL can appear before a NEWLINE.  To indicate that the token was shifted
-by not consumed, `shift` can return the special value `2`.  The token
-number for `EOL` cannot be statically declared, so when the parser
-starts we need to look through the array of non-terminals to find the
-EOL.
-
-###### parser state
-       int tk_eol;
-
-###### find eol
-       p.tk_eol = 0;
-       while (strcmp(non_term[p.tk_eol], "EOL") != 0)
-               p.tk_eol += 1;
-       p.tk_eol += TK_reserved + config->known_count;
-
-
 ###### parser functions
 
        static int shift(struct parser *p,
@@ -2709,27 +2695,12 @@ EOL.
                         const struct state states[])
        {
                struct frame next = {0};
-               int ret;
                int newstate = p->tos
                        ? search(&states[p->stack[p->tos-1].state],
                                 sym)
                        : 0;
-               if (newstate >= 0)
-                       ret = 1;
-               else if (sym != TK_newline)
+               if (newstate < 0)
                        return 0;
-               else {
-                       // have a NEWLINE, might need an EOL
-                       sym = p->tk_eol;
-                       newstate = p->tos
-                               ? search(&states[p->stack[p->tos-1].state],
-                                        sym)
-                               : 0;
-                       if (newstate < 0)
-                               return 0;
-                       ret = 2;
-                       asn = tok_copy(*(struct token*)asn);
-               }
 
                if (p->tos >= p->stack_size) {
                        p->stack_size += 10;
@@ -2744,7 +2715,7 @@ EOL.
                p->stack[p->tos] = next;
                p->asn_stack[p->tos] = asn;
                p->tos++;
-               return ret;
+               return 1;
        }
 
 `pop` primarily moves the top of stack (`tos`) back down the required
@@ -2792,18 +2763,37 @@ might also be ignored.  Ignoring tokens is combined with shifting.
        }
 
 Indents are ignored unless they can be shifted onto the stack
-immediately.  The end of an indented section - the OUT token - is
-ignored precisely when the indent was ignored.  To keep track of this we
-need a small stack of flags, which is easily stored as bits in an
-`unsigned long`.  This will never overflow and the scanner only allows
-20 levels of indentation.
+immediately or nothing can be shifted (in which case we reduce, and try
+again).  The end of an indented section - the OUT token - is ignored
+precisely when the indent was ignored.  To keep track of this we need a
+small stack of flags, which is easily stored as bits in an `unsigned
+long`.  This will never overflow and the scanner only allows 20 levels
+of indentation.
 
 ###### parser state
        unsigned long ignored_indents;
 
-NEWLINE/EOL is ignored when in an indented section of text which was not
+NEWLINE is ignored when in an indented section of text which was not
 explicitly expected by the grammar.  So if the most recent indent is
-ignored, so is any EOL token.
+ignored, so is any NEWLINE token.
+
+If a NEWLINE is seen but it cannot be shifted, we try to shift an EOL
+token instead.  If that succeeds, we make a new copy of the NEWLINE
+token and continue.  This allows a NEWLINE to appear to be preceded by
+an indefinite number of EOL tokens.
+
+The token number for `EOL` cannot be statically declared, so when the
+parser starts we need to look through the array of non-terminals to find
+the EOL.
+
+###### parser state
+       int tk_eol;
+
+###### find eol
+       p.tk_eol = 0;
+       while (strcmp(non_term[p.tk_eol], "EOL") != 0)
+               p.tk_eol += 1;
+       p.tk_eol += TK_reserved + config->known_count;
 
 For other tokens, we shift the next token if that is possible, otherwise
 we try to reduce a production.
@@ -2821,23 +2811,25 @@ we try to reduce a production.
                continue;
        }
 
-       switch (shift(&p, tk->num, tk, states)) {
-       case 1:
+       if (shift(&p, tk->num, tk, states)) {
                if (tk->num == TK_out)
                        p.ignored_indents >>= 1;
                if (tk->num == TK_in)
                        p.ignored_indents <<= 1;
 
+               parser_trace_action(trace, "Shift");
                tk = NULL;
-               /* fallthrough */
-       case 2:
-               parser_trace_action(trace, tk ? "ShiftEOL" : "Shift");
                ## did shift
                continue;
+       } else if (tk->num == TK_newline &&
+                  shift(&p, p.tk_eol, tk, states)) {
+               tk = tok_copy(*tk);
+               parser_trace_action(trace, "ShiftEOL");
+               continue;
        }
 
-       if (tk->num == TK_in) {
-               /* No indent expected here, so ignore IN */
+       if (tk->num == TK_in && states[p.stack[p.tos-1].state].go_to_cnt > 0) {
+               /* No indent expected here and reduce is not mandatory, so ignore IN */
                free(tk);
                tk = NULL;
                p.ignored_indents <<= 1;
@@ -2867,16 +2859,16 @@ report that that input has been accepted.
                void *res;
                const struct state *nextstate = &states[tos->state];
                int prod = nextstate->reduce_prod;
-               int size = nextstate->reduce_size;
-               int res_size = nextstate->result_size;
+               int size = reductions[prod].size;
+               int res_size = reductions[prod].result_size;
 
                body = p.asn_stack + (p.tos - size);
                res = res_size ? calloc(1, res_size) : NULL;
                res_size = do_reduce(prod, body, config, res);
-               if (res_size != nextstate->result_size)
+               if (res_size != reductions[prod].result_size)
                        abort();
                pop(&p, size, do_free);
-               if (!shift(&p, nextstate->reduce_sym, res, states)) {
+               if (!shift(&p, reductions[prod].sym, res, states)) {
                        accepted = 1;
                        ret = res;
                        parser_trace_action(trace, "Accept");
@@ -2935,6 +2927,7 @@ dropping tokens until either we manage to shift one, or reach end-of-file.
 
        void *parser_run(struct token_state *tokens,
                         const struct state states[],
+                        const struct reduction reductions[],
                         int (*do_reduce)(int, void**, struct token_config*, void*),
                         void (*do_free)(short, void*),
                         FILE *trace, const char *non_term[],
@@ -2956,6 +2949,7 @@ dropping tokens until either we manage to shift one, or reach end-of-file.
 ###### exported functions
        void *parser_run(struct token_state *tokens,
                         const struct state states[],
+                        const struct reduction reductions[],
                         int (*do_reduce)(int, void**, struct token_config*, void*),
                         void (*do_free)(short, void*),
                         FILE *trace, const char *non_term[],