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561
MicroJava Compiler/src/ssw/mj/impl/Parser.java
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561
MicroJava Compiler/src/ssw/mj/impl/Parser.java
Normal file
@@ -0,0 +1,561 @@
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||||
package ssw.mj.impl;
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||||
import javassist.bytecode.analysis.ControlFlow;
|
||||
import javassist.compiler.ast.MethodDecl;
|
||||
import ssw.mj.Errors;
|
||||
import ssw.mj.Errors.Message;
|
||||
import ssw.mj.scanner.Token;
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||||
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||||
import javax.xml.stream.FactoryConfigurationError;
|
||||
import java.util.EnumSet;
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||||
import static ssw.mj.Errors.Message.*;
|
||||
import static ssw.mj.scanner.Token.Kind.*;
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||||
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||||
public final class Parser {
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* Maximum number of global variables per program
|
||||
*/
|
||||
private static final int MAX_GLOBALS = 32767;
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* Maximum number of fields per class
|
||||
*/
|
||||
private static final int MAX_FIELDS = 32767;
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* Maximum number of local variables per method
|
||||
*/
|
||||
private static final int MAX_LOCALS = 127;
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* Last recognized token;
|
||||
*/
|
||||
private Token t;
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* Lookahead token (not recognized).)
|
||||
*/
|
||||
private Token la;
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* Shortcut to kind attribute of lookahead token (la).
|
||||
*/
|
||||
private Token.Kind sym;
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* According scanner
|
||||
*/
|
||||
public final Scanner scanner;
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* According code buffer
|
||||
*/
|
||||
public final Code code;
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* According symbol table
|
||||
*/
|
||||
public final Tab tab;
|
||||
|
||||
private static int MIN_ERROR_DIST = 3;
|
||||
|
||||
private int errorDist = MIN_ERROR_DIST;
|
||||
|
||||
public Parser(Scanner scanner) {
|
||||
this.scanner = scanner;
|
||||
tab = new Tab(this);
|
||||
code = new Code(this);
|
||||
// Pseudo token to avoid crash when 1st symbol has scanner error.
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||||
la = new Token(none, 1, 1);
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* Reads ahead one symbol.
|
||||
*/
|
||||
private void scan() {
|
||||
t = la;
|
||||
la = scanner.next();
|
||||
sym = la.kind;
|
||||
errorDist++;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* Verifies symbol and reads ahead.
|
||||
*/
|
||||
private void check(Token.Kind expected) {
|
||||
if (sym == expected) {
|
||||
scan();
|
||||
} else {
|
||||
error(TOKEN_EXPECTED, expected);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* Adds error message to the list of errors.
|
||||
*/
|
||||
public void error(Message msg, Object... msgParams) {
|
||||
// TODO Exercise UE-P-3: Replace panic mode with error recovery (i.e., keep track of error distance)
|
||||
// TODO Exercise UE-P-3: Hint: Replacing panic mode also affects scan() method
|
||||
|
||||
if (errorDist >= MIN_ERROR_DIST) {
|
||||
scanner.errors.error(la.line, la.col, msg, msgParams);
|
||||
}
|
||||
|
||||
errorDist = 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* Starts the analysis.
|
||||
*/
|
||||
public void parse() {
|
||||
scan(); // scan first symbol, initializes look-ahead
|
||||
Program(); // start analysis
|
||||
check(eof);
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
// ===============================================
|
||||
// TODO Exercise UE-P-2: Implementation of parser
|
||||
// TODO Exercise UE-P-3: Error recovery methods
|
||||
// TODO Exercise UE-P-4: Symbol table handling
|
||||
// TODO Exercise UE-P-5-6: Code generation
|
||||
// ===============================================
|
||||
|
||||
// TODO Exercise UE-P-3: Error distance
|
||||
|
||||
// TODO Exercise UE-P-2 + Exercise 3: Sets to handle certain first, follow, and recover sets
|
||||
|
||||
// Initialize first and follow sets.
|
||||
static final EnumSet<Token.Kind> firstConstDecl = EnumSet.of(Token.Kind.final_);
|
||||
static final EnumSet<Token.Kind> firstVarDecl = EnumSet.of(Token.Kind.ident);
|
||||
static final EnumSet<Token.Kind> firstClassDecl = EnumSet.of(Token.Kind.class_);
|
||||
static final EnumSet<Token.Kind> breakDecl = EnumSet.of(lbrace, eof);
|
||||
static final EnumSet<Token.Kind> firstStatement = EnumSet.of(ident, if_, while_, break_, return_, read, print, lbrace, semicolon);
|
||||
static final EnumSet<Token.Kind> breakStatement = EnumSet.of(rbrace, else_, eof);
|
||||
static final EnumSet<Token.Kind> firstAsignop = EnumSet.of(assign, plusas, minusas, timesas, slashas, remas);
|
||||
static final EnumSet<Token.Kind> firstFactor = EnumSet.of(ident, number, charConst, new_, lpar);
|
||||
static final EnumSet<Token.Kind> firstMulop = EnumSet.of(times, slash, rem);
|
||||
static final EnumSet<Token.Kind> firstMethodDecl = EnumSet.of(ident, void_);
|
||||
static final EnumSet<Token.Kind> breakMethodDecl = EnumSet.of(rbrace, eof);
|
||||
|
||||
|
||||
static <T extends Enum<T>> EnumSet<T> enumUnion(EnumSet<T> first, EnumSet<T> ...sets) {
|
||||
final var copy = EnumSet.copyOf(first);
|
||||
for (final var set : sets) {
|
||||
copy.addAll(set);
|
||||
}
|
||||
|
||||
return copy;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// ---------------------------------
|
||||
|
||||
// TODO Exercise UE-P-2: One top-down parsing method per production
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* Program = <br>
|
||||
* "program" ident <br>
|
||||
* { ConstDecl | VarDecl | ClassDecl } <br>
|
||||
* "{" { MethodDecl } "}" .
|
||||
*/
|
||||
private void Program() {
|
||||
// TODO Exercise UE-P-2
|
||||
|
||||
check(Token.Kind.program);
|
||||
check(Token.Kind.ident);
|
||||
|
||||
while (!breakDecl.contains(sym)) {
|
||||
if (firstVarDecl.contains(sym)) {
|
||||
VarDecl();
|
||||
} else if (firstClassDecl.contains(sym)) {
|
||||
ClassDecl();
|
||||
} else if (firstConstDecl.contains(sym)){
|
||||
ConstDecl();
|
||||
} else {
|
||||
recoverDecl();
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
check(lbrace);
|
||||
|
||||
while (!breakMethodDecl.contains(sym)) {
|
||||
if (firstMethodDecl.contains(sym)) {
|
||||
MethodDecl();
|
||||
} else {
|
||||
recoverMethodDecl();
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
check(rbrace);
|
||||
}
|
||||
|
||||
private void ConstDecl() {
|
||||
check(Token.Kind.final_);
|
||||
Type();
|
||||
check(Token.Kind.ident);
|
||||
check(Token.Kind.assign);
|
||||
|
||||
if (sym == Token.Kind.number) {
|
||||
scan();
|
||||
} else if (sym == Token.Kind.charConst) {
|
||||
scan();
|
||||
} else {
|
||||
error(TOKEN_EXPECTED, "number or character constant");
|
||||
}
|
||||
|
||||
check(Token.Kind.semicolon);
|
||||
}
|
||||
|
||||
private void VarDecl() {
|
||||
Type();
|
||||
check(ident);
|
||||
|
||||
while (sym == Token.Kind.comma) {
|
||||
scan();
|
||||
check(ident);
|
||||
}
|
||||
|
||||
check(semicolon);
|
||||
}
|
||||
|
||||
private void ClassDecl() {
|
||||
check(class_);
|
||||
check(ident);
|
||||
check(lbrace);
|
||||
|
||||
while (firstVarDecl.contains(sym)) {
|
||||
VarDecl();
|
||||
}
|
||||
|
||||
check(rbrace);
|
||||
}
|
||||
|
||||
private void Type() {
|
||||
check(ident);
|
||||
|
||||
if (sym == lbrack) {
|
||||
scan();
|
||||
check(rbrack);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
private void MethodDecl() {
|
||||
if (sym == ident) {
|
||||
Type();
|
||||
} else if (sym == void_) {
|
||||
scan();
|
||||
}
|
||||
|
||||
check(ident);
|
||||
check(lpar);
|
||||
|
||||
if (sym == ident) {
|
||||
FormPars();
|
||||
}
|
||||
|
||||
check(rpar);
|
||||
|
||||
while (firstVarDecl.contains(sym)) {
|
||||
VarDecl();
|
||||
}
|
||||
|
||||
Block();
|
||||
}
|
||||
|
||||
private void FormPars() {
|
||||
Type();
|
||||
check(ident);
|
||||
|
||||
while (sym == comma) {
|
||||
scan();
|
||||
Type();
|
||||
check(ident);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
private void Block() {
|
||||
check(lbrace);
|
||||
Statement();
|
||||
check(rbrace);
|
||||
}
|
||||
|
||||
private void Statement() {
|
||||
while (!breakStatement.contains(sym)) {
|
||||
switch (sym) {
|
||||
case ident -> {
|
||||
Designator();
|
||||
|
||||
if (firstAsignop.contains(sym)) {
|
||||
AssignOp();
|
||||
Expr();
|
||||
} else if (sym == lpar) {
|
||||
ActPars();
|
||||
} else if (sym == pplus) {
|
||||
scan();
|
||||
} else if (sym == mminus) {
|
||||
scan();
|
||||
} else {
|
||||
error(TOKEN_EXPECTED, "unexpected token. assignment token (=, +=, -=, *=, /=, %=), method call (\"(\"), increment (++) or decrement (--)");
|
||||
}
|
||||
|
||||
check(semicolon);
|
||||
}
|
||||
case if_ -> {
|
||||
scan();
|
||||
check(lpar);
|
||||
Condition();
|
||||
check(rpar);
|
||||
Statement();
|
||||
|
||||
if (sym == else_) {
|
||||
scan();
|
||||
Statement();
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
case while_ -> {
|
||||
scan();
|
||||
check(lpar);
|
||||
Condition();
|
||||
check(rpar);
|
||||
Statement();
|
||||
}
|
||||
case break_-> {
|
||||
scan();
|
||||
check(semicolon);
|
||||
}
|
||||
case return_ -> {
|
||||
scan();
|
||||
|
||||
if (sym == minus || firstFactor.contains(sym)) {
|
||||
Expr();
|
||||
}
|
||||
|
||||
check(semicolon);
|
||||
}
|
||||
case read -> {
|
||||
scan();
|
||||
check(lpar);
|
||||
Designator();
|
||||
check(rpar);
|
||||
check(semicolon);
|
||||
}
|
||||
case print -> {
|
||||
scan();
|
||||
check(lpar);
|
||||
Expr();
|
||||
|
||||
if (sym == comma) {
|
||||
scan();
|
||||
check(number);
|
||||
}
|
||||
|
||||
check(rpar);
|
||||
check(semicolon);
|
||||
}
|
||||
case lbrace -> Block();
|
||||
case semicolon -> scan();
|
||||
default -> recoverStatement();
|
||||
};
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
private void Designator() {
|
||||
check(ident);
|
||||
|
||||
while (sym == period || sym == lbrack) {
|
||||
if (sym == period) {
|
||||
scan();
|
||||
check(ident);
|
||||
} else {
|
||||
scan();
|
||||
|
||||
if (sym == tilde) {
|
||||
scan();
|
||||
}
|
||||
|
||||
Expr();
|
||||
|
||||
check(rbrack);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
}
|
||||
|
||||
private void AssignOp() {
|
||||
switch (sym) {
|
||||
case assign -> scan();
|
||||
case plusas -> scan();
|
||||
case minusas -> scan();
|
||||
case timesas -> scan();
|
||||
case slashas -> scan();
|
||||
case remas -> scan();
|
||||
default -> error(TOKEN_EXPECTED, "unexpected token. assignment token (=, +=, -=, *=, /=, %=), method call (\"(\"), increment (++) or decrement (--)");
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
private void Expr() {
|
||||
if (sym == minus) {
|
||||
scan();
|
||||
}
|
||||
|
||||
Term();
|
||||
|
||||
while (sym == plus || sym == minus) {
|
||||
Addop();
|
||||
Term();
|
||||
}
|
||||
|
||||
}
|
||||
|
||||
private void ActPars() {
|
||||
|
||||
check(lpar);
|
||||
|
||||
if (sym == minus || firstFactor.contains(sym)) {
|
||||
Expr();
|
||||
|
||||
while (sym == comma) {
|
||||
scan();
|
||||
Expr();
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
check(rpar);
|
||||
}
|
||||
|
||||
private void Term() {
|
||||
Factor();
|
||||
|
||||
while (firstMulop.contains(sym)) {
|
||||
Mulop();
|
||||
Factor();
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
private void Addop() {
|
||||
if (sym == plus) {
|
||||
scan();
|
||||
} else if (sym == minus) {
|
||||
scan();
|
||||
} else {
|
||||
error(TOKEN_EXPECTED, "minus or plus expected");
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
private void Factor() {
|
||||
switch(sym) {
|
||||
case ident -> Designator();
|
||||
case number -> scan();
|
||||
case charConst -> scan();
|
||||
case new_ -> {
|
||||
scan();
|
||||
check(ident);
|
||||
if (sym == lbrack) {
|
||||
scan();
|
||||
Expr();
|
||||
check(rbrack);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
case lpar -> {
|
||||
scan();
|
||||
Expr();
|
||||
check(rpar);
|
||||
}
|
||||
default -> error(TOKEN_EXPECTED, "unexpected token. identifier, number, character constant, new or \"(\"");
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
private void Mulop() {
|
||||
if (sym == times) {
|
||||
scan();
|
||||
} else if (sym == slash) {
|
||||
scan();
|
||||
} else if (sym == rem) {
|
||||
scan();
|
||||
} else {
|
||||
error(TOKEN_EXPECTED, "expected *, /, %");
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
private void Condition() {
|
||||
CondTerm();
|
||||
|
||||
while (sym == or) {
|
||||
scan();
|
||||
CondTerm();
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
private void CondTerm() {
|
||||
CondFact();
|
||||
|
||||
while (sym == and) {
|
||||
scan();
|
||||
CondFact();
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
private void CondFact() {
|
||||
Expr();
|
||||
Relop();
|
||||
Expr();
|
||||
}
|
||||
|
||||
private void Relop() {
|
||||
switch (sym) {
|
||||
case eql -> scan();
|
||||
case neq -> scan();
|
||||
case gtr -> scan();
|
||||
case lss -> scan();
|
||||
case leq -> scan();
|
||||
case geq -> scan();
|
||||
default -> error(TOKEN_EXPECTED, "unexpected token. ==, !=, >, >=, <, <=");
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// ...
|
||||
|
||||
// ------------------------------------
|
||||
|
||||
// TODO Exercise UE-P-3: Error recovery methods: recoverDecl, recoverMethodDecl and recoverStat (+ TODO Exercise UE-P-5: Check idents for Type kind)
|
||||
|
||||
private void recoverDecl() {
|
||||
final var firstDeclarationUnion = enumUnion(firstConstDecl, firstVarDecl, firstClassDecl);
|
||||
final var recoverDeclSet = enumUnion(breakDecl, firstDeclarationUnion);
|
||||
error(DECLARATION_RECOVERY);
|
||||
|
||||
do {
|
||||
scan();
|
||||
} while (!recoverDeclSet.contains(sym));
|
||||
errorDist = 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
private void recoverMethodDecl() {
|
||||
error(METHOD_DECL_RECOVERY);
|
||||
|
||||
final var recoveryMethoDeclSet = enumUnion(breakMethodDecl, firstMethodDecl);
|
||||
do {
|
||||
scan();
|
||||
} while (!recoveryMethoDeclSet.contains(sym));
|
||||
errorDist = 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
private void recoverStatement() {
|
||||
error(STATEMENT_RECOVERY);
|
||||
|
||||
var recoveryStatementSet = enumUnion(breakStatement, firstStatement);
|
||||
recoveryStatementSet.remove(ident);
|
||||
recoveryStatementSet.remove(lbrace);
|
||||
|
||||
do {
|
||||
scan();
|
||||
} while (!recoveryStatementSet.contains(sym));
|
||||
errorDist = 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
// ====================================
|
||||
// ====================================
|
||||
}
|
||||
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