parse/l5.grm

   1 (* L5 Compiler
   2  * L5 grammar
   3  * Author: Kaustuv Chaudhuri <kaustuv+@cs.cmu.edu>
   4  * Modified: Frank Pfenning <fp@cs.cmu.edu>
   5  * Modified: Joshua Wise <jwise@andrew.cmu.edu>
   6  * Modified: Chris Lu <czl@andrew.cmu.edu>
   7  *)
   8
   9 structure A = Ast
  10 structure T = Type
  11 structure AU = AstUtils
  12 structure AUP = AstUtils.Program
  13
  14 (* for simplicity, we only mark expressions, not statements *)
  15
  16 (* mark e with region (left, right) in source file *)
  17 fun mark (e, (left, right)) = A.Marked (Mark.mark' (e, ParseState.ext (left, right)))
  18 fun markstm (e, (left, right)) = A.MarkedStm (Mark.mark' (e, ParseState.ext (left, right)))
  19 fun markfunction (e, (left, right)) = A.MarkedFunction (Mark.mark' (e, ParseState.ext (left, right)))
  20 fun marktypedef (e, (left, right)) = T.MarkedTypedef (Mark.mark' (e, ParseState.ext (left, right)))
  21
  22 (* create lval from expression; here just an id *)
  23 (* generates error if not an identifier *)
  24 fun make_lval (A.Var(id)) ext = id
  25   | make_lval (A.Marked(marked_exp)) ext =
  26       make_lval (Mark.data marked_exp) (Mark.ext marked_exp)
  27   | make_lval _ ext = ( ErrorMsg.error ext "not a variable" ;
  28                         Symbol.bogus )
  29
  30 %%
  31 %header (functor L5LrValsFn (structure Token : TOKEN))
  32
  33 %term
  34    EOF
  35  | SEMI
  36  | INTNUM of Word32.word
  37  | IDENT of Symbol.symbol
  38  | STRING of string
  39  | RETURN
  40  | PLUS | MINUS | STAR | SLASH | PERCENT | LSH | RSH | LOGOR | LOGAND | BITAND | BITXOR | BITOR | BITNOT | BANG
  41  | ASSIGN | PLUSEQ | MINUSEQ | STAREQ | SLASHEQ | PERCENTEQ | LSHEQ | RSHEQ | BITANDEQ | BITXOREQ | BITOREQ
  42  | EQ | NEQ | LT | LE | GT | GE
  43  | IF | ELSE | WHILE | FOR | CONTINUE | BREAK
  44  | LBRACE | RBRACE
  45  | LPAREN | RPAREN
  46  | UNARY | ASNOP (* dummy *)
  47  | EXTERN | VAR | INT | TSTRING | QUESTION | COLON | COMMA | STRUCT | NULL | LBRACKET | RBRACKET | ARROW | DOT | NEW
  48  | PLUSPLUS | MINUSMINUS
  49
  50 %nonterm
  51    program of A.program
  52  | programx of A.program
  53  | stms of A.stm list
  54  | stm of A.stm
  55  | simp of A.stm
  56  | return of A.stm
  57  | exp of A.exp
  58  | explist of A.exp list
  59  | control of A.stm
  60  | asnop of A.oper
  61  | block of A.stm list
  62  | simpoption of A.stm option
  63  | elseoption of A.stm list option
  64  | idents of A.ident list
  65  | vtype of T.vtype
  66  | decls of A.program
  67  | extdecl of A.ident * A.function
  68  | paramlist of T.variable list
  69  | param of T.variable
  70  | typedecl of T.ident * T.typedef
  71  | memberlist of (T.ident * T.vtype) list
  72  | member of (T.ident * T.vtype)
  73  | function of A.ident * A.function
  74  | vardecl of T.variable list
  75  | vardecls of T.variable list
  76
  77 %verbose                                (* print summary of errors *)
  78 %pos int                                (* positions *)
  79 %start program
  80 %eop EOF
  81 %noshift EOF
  82
  83 %name L5
  84
  85 %right QUESTION COLON
  86 %left LOGOR
  87 %left LOGAND
  88 %left BITOR
  89 %left BITXOR
  90 %left BITAND
  91 %left EQ NEQ
  92 %left LT LE GT GE
  93 %left LSH RSH
  94 %left PLUS MINUS
  95 %left STAR SLASH PERCENT
  96 %right UNARY
  97 %left LPAREN LBRACKET ARROW DOT
  98
  99 %%
 100
 101 program    : programx               (programx)
 102
 103 programx   : decls                  (decls)
 104            | programx function      (AUP.append_function programx function)
 105
 106 vtype      : INT                    (T.Int)
 107            | TSTRING                (T.String)
 108            | IDENT                  (T.Typedef IDENT)
 109            | vtype STAR             (T.Pointer vtype)
 110            | vtype LBRACKET RBRACKET
 111                                     (T.Array vtype)
 112
 113 decls      :                        (Symbol.empty, Symbol.empty)
 114            | typedecl decls         (AUP.append_typedef decls typedecl)
 115            | extdecl decls          (AUP.append_function decls extdecl)
 116
 117 extdecl    : EXTERN vtype IDENT LPAREN RPAREN SEMI
 118                                     (IDENT, markfunction (A.Extern (vtype, []), (EXTERNleft, SEMIright)))
 119            | EXTERN vtype IDENT LPAREN paramlist RPAREN SEMI
 120                                     (IDENT, markfunction (A.Extern (vtype, paramlist), (EXTERNleft, SEMIright)))
 121
 122 paramlist  : param COMMA paramlist  (param :: paramlist)
 123            | param                  ([param])
 124
 125 param      : IDENT COLON vtype      (IDENT, vtype)
 126
 127 typedecl   : STRUCT IDENT LBRACE RBRACE SEMI
 128                                     (IDENT, marktypedef (T.Struct ([]), (STRUCTleft, SEMIright)))
 129            | STRUCT IDENT LBRACE memberlist RBRACE SEMI
 130                                     (IDENT, marktypedef (T.Struct (memberlist), (STRUCTleft, SEMIright)))
 131
 132 memberlist : member memberlist      (member :: memberlist)
 133            | member                 ([member])
 134
 135 member     : IDENT COLON vtype SEMI (IDENT, vtype)
 136
 137 function   : vtype IDENT LPAREN paramlist RPAREN LBRACE vardecls stms RBRACE
 138                                     (IDENT, markfunction (A.Function (vtype, paramlist, vardecls, stms), (vtypeleft, RBRACEright)))
 139            | vtype IDENT LPAREN RPAREN LBRACE vardecls stms RBRACE
 140                                     (IDENT, markfunction (A.Function (vtype, [], vardecls, stms), (vtypeleft, RBRACEright)))
 141
 142 vardecls   :                        ([])
 143            | vardecl vardecls       (vardecl @ vardecls)
 144
 145 vardecl    : VAR idents COLON vtype SEMI
 146                                     (map (fn x => (x, vtype)) idents)
 147
 148 idents     : IDENT                  ([IDENT])
 149            | IDENT COMMA idents     (IDENT :: idents)
 150
 151 stms       :                        ([])
 152            | stm stms               (stm :: stms)
 153
 154 stm        : simp SEMI              (simp)
 155            | control                (control)
 156            | SEMI                   (A.Nop)
 157
 158 simp       : exp ASSIGN exp %prec ASNOP
 159                                     (A.Assign(exp1, exp2))
 160            | exp asnop exp %prec ASNOP
 161                                     (A.AsnOp(asnop, exp1, exp2))
 162            | exp PLUSPLUS %prec ASNOP
 163                                     (A.AsnOp(A.PLUS, exp, A.ConstExp(0w1)))
 164            | exp MINUSMINUS %prec ASNOP
 165                                     (A.AsnOp(A.MINUS, exp, A.ConstExp(0w1)))
 166            | exp                    (markstm (A.Effect (exp), (expleft, expright)))
 167
 168 control    : IF LPAREN exp RPAREN block elseoption
 169                                     (markstm ((A.If (exp, block, elseoption)), (IFleft, elseoptionright)))
 170            | WHILE LPAREN exp RPAREN block
 171                                     (markstm ((A.While (exp, block)), (WHILEleft, blockright)))
 172            | FOR LPAREN simpoption SEMI exp SEMI simpoption RPAREN block
 173                                     (markstm ((A.For (simpoption1, exp, simpoption2, block)), (FORleft, blockright)))
 174            | CONTINUE SEMI          (markstm ((A.Continue), (CONTINUEleft, SEMIright)))
 175            | BREAK SEMI             (markstm ((A.Break), (BREAKleft, SEMIright)))
 176            | RETURN exp SEMI        (markstm ((A.Return exp), (RETURNleft, SEMIright)))
 177
 178 elseoption : ELSE block             (SOME block)
 179            |                        (NONE)
 180
 181 simpoption :                        (NONE)
 182            | simp                   (SOME simp)
 183
 184 block      : stm                    ([stm])
 185            | LBRACE stms RBRACE     (stms)
 186
 187 exp        : LPAREN exp RPAREN      (exp)
 188            | INTNUM                 (mark (A.ConstExp(INTNUM),(INTNUMleft,INTNUMright)))
 189            | STRING                 (mark (A.StringExp(STRING),(STRINGleft,STRINGright)))
 190            | IDENT                  (mark (A.Var(IDENT), (IDENTleft,IDENTright)))
 191            | LBRACKET vtype RBRACKET exp %prec UNARY (mark (A.Cast (vtype, exp), (LBRACKETleft, expright)))
 192            | exp DOT IDENT          (mark (A.Member(exp, IDENT), (expleft, IDENTright)))
 193            | exp ARROW IDENT        (mark (A.DerefMember(exp, IDENT), (expleft, IDENTright)))
 194            | STAR exp %prec UNARY   (mark (A.Dereference(exp), (STARleft, expright)))
 195            | exp LBRACKET exp RBRACKET
 196                                     (mark (A.ArrIndex(exp1, exp2), (exp1left, exp2right)))
 197            | exp PLUS exp           (mark (A.OpExp (A.PLUS, [exp1,exp2]), (exp1left,exp2right)))
 198            | exp MINUS exp          (mark (A.OpExp (A.MINUS, [exp1,exp2]), (exp1left,exp2right)))
 199            | exp STAR exp           (mark (A.OpExp (A.TIMES, [exp1,exp2]), (exp1left,exp2right)))
 200            | exp SLASH exp          (mark (A.OpExp (A.DIVIDEDBY, [exp1,exp2]), (exp1left,exp2right)))
 201            | exp PERCENT exp        (mark (A.OpExp (A.MODULO, [exp1,exp2]), (exp1left,exp2right)))
 202            | exp LSH exp            (mark (A.OpExp (A.LSH, [exp1,exp2]), (exp1left,exp2right)))
 203            | exp RSH exp            (mark (A.OpExp (A.RSH, [exp1,exp2]), (exp1left,exp2right)))
 204            | exp LOGOR exp          (mark (A.OpExp (A.LOGOR, [exp1,exp2]), (exp1left,exp2right)))
 205            | exp LOGAND exp         (mark (A.OpExp (A.LOGAND, [exp1,exp2]), (exp1left,exp2right)))
 206            | exp BITOR exp          (mark (A.OpExp (A.BITOR, [exp1,exp2]), (exp1left,exp2right)))
 207            | exp BITAND exp         (mark (A.OpExp (A.BITAND, [exp1,exp2]), (exp1left,exp2right)))
 208            | exp BITXOR exp         (mark (A.OpExp (A.BITXOR, [exp1,exp2]), (exp1left,exp2right)))
 209            | exp EQ exp             (mark (A.OpExp (A.EQ, [exp1,exp2]), (exp1left,exp2right)))
 210            | exp NEQ exp            (mark (A.OpExp (A.NEQ, [exp1,exp2]), (exp1left,exp2right)))
 211            | exp LT exp             (mark (A.OpExp (A.LT, [exp1,exp2]), (exp1left,exp2right)))
 212            | exp LE exp             (mark (A.OpExp (A.LE, [exp1,exp2]), (exp1left,exp2right)))
 213            | exp GT exp             (mark (A.OpExp (A.GT, [exp1,exp2]), (exp1left,exp2right)))
 214            | exp GE exp             (mark (A.OpExp (A.GE, [exp1,exp2]), (exp1left,exp2right)))
 215            | NULL                   (mark (A.Null, (NULLleft, NULLright)))
 216            | IDENT LPAREN RPAREN    (mark (A.FuncCall(IDENT, []), (IDENTleft, RPARENright)))
 217            | IDENT LPAREN explist RPAREN
 218                                     (mark (A.FuncCall(IDENT, explist), (IDENTleft, RPARENright)))
 219            | NEW LPAREN vtype RPAREN
 220                                     (mark (A.New (vtype), (NEWleft, RPARENright)))
 221            | NEW LPAREN vtype LBRACKET exp RBRACKET RPAREN
 222                                     (mark (A.NewArr (vtype, exp), (NEWleft, RPARENright)))
 223            | MINUS exp %prec UNARY  (mark (A.OpExp (A.NEGATIVE, [exp]), (MINUSleft,expright)))
 224            | BITNOT exp %prec UNARY (mark (A.OpExp (A.BITNOT, [exp]), (BITNOTleft,expright)))
 225            | BANG exp %prec UNARY   (mark (A.OpExp (A.BANG, [exp]), (BANGleft,expright)))
 226            | exp QUESTION exp COLON exp
 227                                     (mark (A.Conditional (exp1, exp2, exp3), (exp1left, exp3right)))
 228
 229 explist    : exp                    ([exp])
 230            | exp COMMA explist      (exp :: explist)
 231
 232 asnop      : PLUSEQ                (A.PLUS)
 233            | MINUSEQ               (A.MINUS)
 234            | STAREQ                (A.TIMES)
 235            | SLASHEQ               (A.DIVIDEDBY)
 236            | PERCENTEQ             (A.MODULO)
 237            | LSHEQ                 (A.LSH)
 238            | RSHEQ                 (A.RSH)
 239            | BITOREQ               (A.BITOR)
 240            | BITANDEQ              (A.BITAND)
 241            | BITXOREQ              (A.BITXOR)