xref: /freebsd/contrib/byacc/lr0.c (revision 5dae51da3da0cc94d17bd67b308fad304ebec7e0)
1 /* $Id: lr0.c,v 1.19 2016/06/07 00:21:53 tom Exp $ */
2 
3 #include "defs.h"
4 
5 static core *new_state(int symbol);
6 static Value_t get_state(int symbol);
7 static void allocate_itemsets(void);
8 static void allocate_storage(void);
9 static void append_states(void);
10 static void free_storage(void);
11 static void generate_states(void);
12 static void initialize_states(void);
13 static void new_itemsets(void);
14 static void save_reductions(void);
15 static void save_shifts(void);
16 static void set_derives(void);
17 static void set_nullable(void);
18 
19 int nstates;
20 core *first_state;
21 shifts *first_shift;
22 reductions *first_reduction;
23 
24 static core **state_set;
25 static core *this_state;
26 static core *last_state;
27 static shifts *last_shift;
28 static reductions *last_reduction;
29 
30 static int nshifts;
31 static Value_t *shift_symbol;
32 
33 static Value_t *rules;
34 
35 static Value_t *redset;
36 static Value_t *shiftset;
37 
38 static Value_t **kernel_base;
39 static Value_t **kernel_end;
40 static Value_t *kernel_items;
41 
42 static void
43 allocate_itemsets(void)
44 {
45     Value_t *itemp;
46     Value_t *item_end;
47     int symbol;
48     int i;
49     int count;
50     int max;
51     Value_t *symbol_count;
52 
53     count = 0;
54     symbol_count = NEW2(nsyms, Value_t);
55 
56     item_end = ritem + nitems;
57     for (itemp = ritem; itemp < item_end; itemp++)
58     {
59 	symbol = *itemp;
60 	if (symbol >= 0)
61 	{
62 	    count++;
63 	    symbol_count[symbol]++;
64 	}
65     }
66 
67     kernel_base = NEW2(nsyms, Value_t *);
68     kernel_items = NEW2(count, Value_t);
69 
70     count = 0;
71     max = 0;
72     for (i = 0; i < nsyms; i++)
73     {
74 	kernel_base[i] = kernel_items + count;
75 	count += symbol_count[i];
76 	if (max < symbol_count[i])
77 	    max = symbol_count[i];
78     }
79 
80     shift_symbol = symbol_count;
81     kernel_end = NEW2(nsyms, Value_t *);
82 }
83 
84 static void
85 allocate_storage(void)
86 {
87     allocate_itemsets();
88     shiftset = NEW2(nsyms, Value_t);
89     redset = NEW2(nrules + 1, Value_t);
90     state_set = NEW2(nitems, core *);
91 }
92 
93 static void
94 append_states(void)
95 {
96     int i;
97     int j;
98     Value_t symbol;
99 
100 #ifdef	TRACE
101     fprintf(stderr, "Entering append_states()\n");
102 #endif
103     for (i = 1; i < nshifts; i++)
104     {
105 	symbol = shift_symbol[i];
106 	j = i;
107 	while (j > 0 && shift_symbol[j - 1] > symbol)
108 	{
109 	    shift_symbol[j] = shift_symbol[j - 1];
110 	    j--;
111 	}
112 	shift_symbol[j] = symbol;
113     }
114 
115     for (i = 0; i < nshifts; i++)
116     {
117 	symbol = shift_symbol[i];
118 	shiftset[i] = get_state(symbol);
119     }
120 }
121 
122 static void
123 free_storage(void)
124 {
125     FREE(shift_symbol);
126     FREE(redset);
127     FREE(shiftset);
128     FREE(kernel_base);
129     FREE(kernel_end);
130     FREE(kernel_items);
131     FREE(state_set);
132 }
133 
134 static void
135 generate_states(void)
136 {
137     allocate_storage();
138     itemset = NEW2(nitems, Value_t);
139     ruleset = NEW2(WORDSIZE(nrules), unsigned);
140     set_first_derives();
141     initialize_states();
142 
143     while (this_state)
144     {
145 	closure(this_state->items, this_state->nitems);
146 	save_reductions();
147 	new_itemsets();
148 	append_states();
149 
150 	if (nshifts > 0)
151 	    save_shifts();
152 
153 	this_state = this_state->next;
154     }
155 
156     free_storage();
157 }
158 
159 static Value_t
160 get_state(int symbol)
161 {
162     int key;
163     Value_t *isp1;
164     Value_t *isp2;
165     Value_t *iend;
166     core *sp;
167     int found;
168     int n;
169 
170 #ifdef	TRACE
171     fprintf(stderr, "Entering get_state(%d)\n", symbol);
172 #endif
173 
174     isp1 = kernel_base[symbol];
175     iend = kernel_end[symbol];
176     n = (int)(iend - isp1);
177 
178     key = *isp1;
179     assert(0 <= key && key < nitems);
180     sp = state_set[key];
181     if (sp)
182     {
183 	found = 0;
184 	while (!found)
185 	{
186 	    if (sp->nitems == n)
187 	    {
188 		found = 1;
189 		isp1 = kernel_base[symbol];
190 		isp2 = sp->items;
191 
192 		while (found && isp1 < iend)
193 		{
194 		    if (*isp1++ != *isp2++)
195 			found = 0;
196 		}
197 	    }
198 
199 	    if (!found)
200 	    {
201 		if (sp->link)
202 		{
203 		    sp = sp->link;
204 		}
205 		else
206 		{
207 		    sp = sp->link = new_state(symbol);
208 		    found = 1;
209 		}
210 	    }
211 	}
212     }
213     else
214     {
215 	state_set[key] = sp = new_state(symbol);
216     }
217 
218     return (sp->number);
219 }
220 
221 static void
222 initialize_states(void)
223 {
224     unsigned i;
225     Value_t *start_derives;
226     core *p;
227 
228     start_derives = derives[start_symbol];
229     for (i = 0; start_derives[i] >= 0; ++i)
230 	continue;
231 
232     p = (core *)MALLOC(sizeof(core) + i * sizeof(Value_t));
233     NO_SPACE(p);
234 
235     p->next = 0;
236     p->link = 0;
237     p->number = 0;
238     p->accessing_symbol = 0;
239     p->nitems = (Value_t)i;
240 
241     for (i = 0; start_derives[i] >= 0; ++i)
242 	p->items[i] = rrhs[start_derives[i]];
243 
244     first_state = last_state = this_state = p;
245     nstates = 1;
246 }
247 
248 static void
249 new_itemsets(void)
250 {
251     Value_t i;
252     int shiftcount;
253     Value_t *isp;
254     Value_t *ksp;
255     Value_t symbol;
256 
257     for (i = 0; i < nsyms; i++)
258 	kernel_end[i] = 0;
259 
260     shiftcount = 0;
261     isp = itemset;
262     while (isp < itemsetend)
263     {
264 	i = *isp++;
265 	symbol = ritem[i];
266 	if (symbol > 0)
267 	{
268 	    ksp = kernel_end[symbol];
269 	    if (!ksp)
270 	    {
271 		shift_symbol[shiftcount++] = symbol;
272 		ksp = kernel_base[symbol];
273 	    }
274 
275 	    *ksp++ = (Value_t)(i + 1);
276 	    kernel_end[symbol] = ksp;
277 	}
278     }
279 
280     nshifts = shiftcount;
281 }
282 
283 static core *
284 new_state(int symbol)
285 {
286     unsigned n;
287     core *p;
288     Value_t *isp1;
289     Value_t *isp2;
290     Value_t *iend;
291 
292 #ifdef	TRACE
293     fprintf(stderr, "Entering new_state(%d)\n", symbol);
294 #endif
295 
296     if (nstates >= MAXYYINT)
297 	fatal("too many states");
298 
299     isp1 = kernel_base[symbol];
300     iend = kernel_end[symbol];
301     n = (unsigned)(iend - isp1);
302 
303     p = (core *)allocate((sizeof(core) + (n - 1) * sizeof(Value_t)));
304     p->accessing_symbol = (Value_t)symbol;
305     p->number = (Value_t)nstates;
306     p->nitems = (Value_t)n;
307 
308     isp2 = p->items;
309     while (isp1 < iend)
310 	*isp2++ = *isp1++;
311 
312     last_state->next = p;
313     last_state = p;
314 
315     nstates++;
316 
317     return (p);
318 }
319 
320 /* show_cores is used for debugging */
321 #ifdef DEBUG
322 void
323 show_cores(void)
324 {
325     core *p;
326     int i, j, k, n;
327     int itemno;
328 
329     k = 0;
330     for (p = first_state; p; ++k, p = p->next)
331     {
332 	if (k)
333 	    printf("\n");
334 	printf("state %d, number = %d, accessing symbol = %s\n",
335 	       k, p->number, symbol_name[p->accessing_symbol]);
336 	n = p->nitems;
337 	for (i = 0; i < n; ++i)
338 	{
339 	    itemno = p->items[i];
340 	    printf("%4d  ", itemno);
341 	    j = itemno;
342 	    while (ritem[j] >= 0)
343 		++j;
344 	    printf("%s :", symbol_name[rlhs[-ritem[j]]]);
345 	    j = rrhs[-ritem[j]];
346 	    while (j < itemno)
347 		printf(" %s", symbol_name[ritem[j++]]);
348 	    printf(" .");
349 	    while (ritem[j] >= 0)
350 		printf(" %s", symbol_name[ritem[j++]]);
351 	    printf("\n");
352 	    fflush(stdout);
353 	}
354     }
355 }
356 
357 /* show_ritems is used for debugging */
358 
359 void
360 show_ritems(void)
361 {
362     int i;
363 
364     for (i = 0; i < nitems; ++i)
365 	printf("ritem[%d] = %d\n", i, ritem[i]);
366 }
367 
368 /* show_rrhs is used for debugging */
369 void
370 show_rrhs(void)
371 {
372     int i;
373 
374     for (i = 0; i < nrules; ++i)
375 	printf("rrhs[%d] = %d\n", i, rrhs[i]);
376 }
377 
378 /* show_shifts is used for debugging */
379 
380 void
381 show_shifts(void)
382 {
383     shifts *p;
384     int i, j, k;
385 
386     k = 0;
387     for (p = first_shift; p; ++k, p = p->next)
388     {
389 	if (k)
390 	    printf("\n");
391 	printf("shift %d, number = %d, nshifts = %d\n", k, p->number,
392 	       p->nshifts);
393 	j = p->nshifts;
394 	for (i = 0; i < j; ++i)
395 	    printf("\t%d\n", p->shift[i]);
396     }
397 }
398 #endif
399 
400 static void
401 save_shifts(void)
402 {
403     shifts *p;
404     Value_t *sp1;
405     Value_t *sp2;
406     Value_t *send;
407 
408     p = (shifts *)allocate((sizeof(shifts) +
409 			      (unsigned)(nshifts - 1) * sizeof(Value_t)));
410 
411     p->number = this_state->number;
412     p->nshifts = (Value_t)nshifts;
413 
414     sp1 = shiftset;
415     sp2 = p->shift;
416     send = shiftset + nshifts;
417 
418     while (sp1 < send)
419 	*sp2++ = *sp1++;
420 
421     if (last_shift)
422     {
423 	last_shift->next = p;
424 	last_shift = p;
425     }
426     else
427     {
428 	first_shift = p;
429 	last_shift = p;
430     }
431 }
432 
433 static void
434 save_reductions(void)
435 {
436     Value_t *isp;
437     Value_t *rp1;
438     Value_t *rp2;
439     int item;
440     Value_t count;
441     reductions *p;
442     Value_t *rend;
443 
444     count = 0;
445     for (isp = itemset; isp < itemsetend; isp++)
446     {
447 	item = ritem[*isp];
448 	if (item < 0)
449 	{
450 	    redset[count++] = (Value_t)-item;
451 	}
452     }
453 
454     if (count)
455     {
456 	p = (reductions *)allocate((sizeof(reductions) +
457 				      (unsigned)(count - 1) *
458 				    sizeof(Value_t)));
459 
460 	p->number = this_state->number;
461 	p->nreds = count;
462 
463 	rp1 = redset;
464 	rp2 = p->rules;
465 	rend = rp1 + count;
466 
467 	while (rp1 < rend)
468 	    *rp2++ = *rp1++;
469 
470 	if (last_reduction)
471 	{
472 	    last_reduction->next = p;
473 	    last_reduction = p;
474 	}
475 	else
476 	{
477 	    first_reduction = p;
478 	    last_reduction = p;
479 	}
480     }
481 }
482 
483 static void
484 set_derives(void)
485 {
486     Value_t i, k;
487     int lhs;
488 
489     derives = NEW2(nsyms, Value_t *);
490     rules = NEW2(nvars + nrules, Value_t);
491 
492     k = 0;
493     for (lhs = start_symbol; lhs < nsyms; lhs++)
494     {
495 	derives[lhs] = rules + k;
496 	for (i = 0; i < nrules; i++)
497 	{
498 	    if (rlhs[i] == lhs)
499 	    {
500 		rules[k] = i;
501 		k++;
502 	    }
503 	}
504 	rules[k] = -1;
505 	k++;
506     }
507 
508 #ifdef	DEBUG
509     print_derives();
510 #endif
511 }
512 
513 #ifdef	DEBUG
514 void
515 print_derives(void)
516 {
517     int i;
518     Value_t *sp;
519 
520     printf("\nDERIVES\n\n");
521 
522     for (i = start_symbol; i < nsyms; i++)
523     {
524 	printf("%s derives ", symbol_name[i]);
525 	for (sp = derives[i]; *sp >= 0; sp++)
526 	{
527 	    printf("  %d", *sp);
528 	}
529 	putchar('\n');
530     }
531 
532     putchar('\n');
533 }
534 #endif
535 
536 static void
537 set_nullable(void)
538 {
539     int i, j;
540     int empty;
541     int done_flag;
542 
543     nullable = TMALLOC(char, nsyms);
544     NO_SPACE(nullable);
545 
546     for (i = 0; i < nsyms; ++i)
547 	nullable[i] = 0;
548 
549     done_flag = 0;
550     while (!done_flag)
551     {
552 	done_flag = 1;
553 	for (i = 1; i < nitems; i++)
554 	{
555 	    empty = 1;
556 	    while ((j = ritem[i]) >= 0)
557 	    {
558 		if (!nullable[j])
559 		    empty = 0;
560 		++i;
561 	    }
562 	    if (empty)
563 	    {
564 		j = rlhs[-j];
565 		if (!nullable[j])
566 		{
567 		    nullable[j] = 1;
568 		    done_flag = 0;
569 		}
570 	    }
571 	}
572     }
573 
574 #ifdef DEBUG
575     for (i = 0; i < nsyms; i++)
576     {
577 	if (nullable[i])
578 	    printf("%s is nullable\n", symbol_name[i]);
579 	else
580 	    printf("%s is not nullable\n", symbol_name[i]);
581     }
582 #endif
583 }
584 
585 void
586 lr0(void)
587 {
588     set_derives();
589     set_nullable();
590     generate_states();
591 }
592 
593 #ifdef NO_LEAKS
594 void
595 lr0_leaks(void)
596 {
597     if (derives)
598     {
599 	if (derives[start_symbol] != rules)
600 	{
601 	    DO_FREE(derives[start_symbol]);
602 	}
603 	DO_FREE(derives);
604 	DO_FREE(rules);
605     }
606     DO_FREE(nullable);
607 }
608 #endif
609