helm/ocaml/cic_notation/cicNotationParser.ml

   1 (* Copyright (C) 2005, HELM Team.
   2  *
   3  * This file is part of HELM, an Hypertextual, Electronic
   4  * Library of Mathematics, developed at the Computer Science
   5  * Department, University of Bologna, Italy.
   6  *
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  19  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston,
  20  * MA  02111-1307, USA.
  21  *
  22  * For details, see the HELM World-Wide-Web page,
  23  * http://helm.cs.unibo.it/
  24  *)
  25
  26 open Printf
  27
  28 exception Parse_error of Token.flocation * string
  29 exception Level_not_found of int
  30
  31 let grammar = Grammar.gcreate CicNotationLexer.notation_lexer
  32
  33 let level1_pattern = Grammar.Entry.create grammar "level1_pattern"
  34 let level2_pattern = Grammar.Entry.create grammar "level2_pattern"
  35 let level3_term = Grammar.Entry.create grammar "level3_term"
  36 let l2_pattern = Grammar.Entry.create grammar "l2_pattern"
  37 let notation = Grammar.Entry.create grammar "notation" (* level1 <-> level 2 *)
  38 let interpretation =
  39   Grammar.Entry.create grammar "interpretation" (* level2 <-> level 3 *)
  40
  41 let return_term loc term = ()
  42
  43 let loc_of_floc = function
  44   | { Lexing.pos_cnum = loc_begin }, { Lexing.pos_cnum = loc_end } ->
  45       (loc_begin, loc_end)
  46
  47 let fail floc msg =
  48   let (x, y) = loc_of_floc floc in
  49   failwith (sprintf "Error at characters %d - %d: %s" x y msg)
  50
  51 let int_of_string s =
  52   try
  53     Pervasives.int_of_string s
  54   with Failure _ ->
  55     failwith (sprintf "Lexer failure: string_of_int \"%s\" failed" s)
  56
  57 open CicNotationPt
  58
  59 let boxify = function
  60   | [ a ] -> a
  61   | l -> Layout (Box (H, l))
  62
  63 let fold_binder binder pt_names body =
  64   let fold_cluster binder names ty body =
  65     List.fold_right
  66       (fun name body -> Binder (binder, (Cic.Name name, ty), body))
  67       names body
  68   in
  69   List.fold_right
  70     (fun (names, ty) body -> fold_cluster binder names ty body)
  71     pt_names body
  72
  73 let return_term loc term = AttributedTerm (`Loc loc, term)
  74
  75 EXTEND
  76   GLOBAL: level1_pattern level2_pattern level3_term
  77           l2_pattern
  78           notation interpretation;
  79 (* {{{ Grammar for concrete syntax patterns, notation level 1 *)
  80   level1_pattern: [ [ p = l1_pattern; EOI -> boxify p ] ];
  81   l1_pattern: [ [ p = LIST0 l1_simple_pattern -> p ] ];
  82   literal: [
  83     [ s = SYMBOL -> `Symbol s
  84     | k = KEYWORD -> `Keyword k
  85     | n = NUMBER -> `Number n
  86     ]
  87   ];
  88   sep:       [ [ SYMBOL "\\SEP";      sep = literal -> sep ] ];
  89 (*   row_sep:   [ [ SYMBOL "\\ROWSEP";   sep = literal -> sep ] ];
  90   field_sep: [ [ SYMBOL "\\FIELDSEP"; sep = literal -> sep ] ]; *)
  91   l1_magic_pattern: [
  92     [ SYMBOL "\\LIST0"; p = l1_simple_pattern; sep = OPT sep -> List0 (p, sep)
  93     | SYMBOL "\\LIST1"; p = l1_simple_pattern; sep = OPT sep -> List1 (p, sep)
  94     | SYMBOL "\\OPT";   p = l1_simple_pattern -> Opt p
  95     ]
  96   ];
  97   l1_pattern_variable: [
  98     [ id = IDENT -> TermVar id
  99     | SYMBOL "\\TERM"; id = IDENT -> TermVar id
 100     | SYMBOL "\\NUM"; id = IDENT -> NumVar id
 101     | SYMBOL "\\IDENT"; id = IDENT -> IdentVar id
 102     ]
 103   ];
 104   l1_simple_pattern:
 105     [ "layout" LEFTA
 106       [ p1 = SELF; SYMBOL "\\SUB"; p2 = SELF ->
 107           return_term loc (Layout (Sub (p1, p2)))
 108       | p1 = SELF; SYMBOL "\\SUP"; p2 = SELF ->
 109           return_term loc (Layout (Sup (p1, p2)))
 110       | p1 = SELF; SYMBOL "\\BELOW"; p2 = SELF ->
 111           return_term loc (Layout (Below (p1, p2)))
 112       | p1 = SELF; SYMBOL "\\ABOVE"; p2 = SELF ->
 113           return_term loc (Layout (Above (p1, p2)))
 114       | SYMBOL "["; p1 = l1_pattern; SYMBOL "\\OVER"; p2 = l1_pattern;
 115         SYMBOL "]" ->
 116           return_term loc (Layout (Over (boxify p1, boxify p2)))
 117       | SYMBOL "["; p1 = l1_pattern; SYMBOL "\\ATOP"; p2 = l1_pattern;
 118         SYMBOL "]" ->
 119           return_term loc (Layout (Atop (boxify p1, boxify p2)))
 120 (*       | SYMBOL "\\ARRAY"; p = SELF; csep = OPT field_sep; rsep = OPT row_sep ->
 121           return_term loc (Array (p, csep, rsep)) *)
 122       | SYMBOL "\\FRAC"; p1 = SELF; p2 = SELF ->
 123           return_term loc (Layout (Frac (p1, p2)))
 124       | SYMBOL "\\SQRT"; p = SELF -> return_term loc (Layout (Sqrt p))
 125       | SYMBOL "\\ROOT"; index = l1_pattern; SYMBOL "\\OF"; arg = SELF ->
 126           return_term loc (Layout (Root (arg, Layout (Box (H, index)))))
 127       | SYMBOL "\\HBOX"; SYMBOL "["; p = l1_pattern; SYMBOL "]" ->
 128           return_term loc (Layout (Box (H, p)))
 129       | SYMBOL "\\VBOX"; SYMBOL "["; p = l1_pattern; SYMBOL "]" ->
 130           return_term loc (Layout (Box (V, p)))
 131       | SYMBOL "\\BREAK" -> return_term loc (Layout Break)
 132       | SYMBOL "["; p = l1_pattern; SYMBOL "]" ->
 133           return_term loc (boxify p)
 134       | SYMBOL "["; p = l1_pattern; SYMBOL "\\AS"; id = IDENT; SYMBOL "]" ->
 135           return_term loc (Variable (Ascription (Layout (Box (H, p)), id)))
 136       ]
 137     | "simple" NONA
 138       [ m = l1_magic_pattern -> return_term loc (Magic m)
 139       | v = l1_pattern_variable -> return_term loc (Variable v)
 140       | l = literal -> return_term loc (Literal l)
 141       ]
 142     ];
 143 (* }}} *)
 144 (* {{{ Grammar for ast patterns, notation level 2 *)
 145   level2_pattern: [ [ p = l2_pattern; EOI -> p ] ];
 146   sort: [
 147     [ SYMBOL "\\PROP" -> `Prop
 148     | SYMBOL "\\SET" -> `Set
 149     | SYMBOL "\\TYPE" -> `Type
 150     ]
 151   ];
 152   explicit_subst: [
 153     [ (* TODO explicit substitution *)
 154     ]
 155   ];
 156   meta_subst: [
 157     [ (* TODO meta substitution *)
 158     ]
 159   ];
 160   possibly_typed_name: [
 161     [ SYMBOL "("; id = IDENT; SYMBOL ":"; typ = l2_pattern; SYMBOL ")" ->
 162         Cic.Name id, Some typ
 163     | id = IDENT -> Cic.Name id, None
 164     ]
 165   ];
 166   match_pattern: [
 167     [ id = IDENT -> id, []
 168     | SYMBOL "("; id = IDENT; vars = LIST1 possibly_typed_name; SYMBOL ")" ->
 169         id, vars
 170     ]
 171   ];
 172   binder: [
 173     [ SYMBOL <:unicode<Pi>>     (* Π *) -> `Pi
 174     | SYMBOL <:unicode<exists>> (* ∃ *) -> `Exists
 175     | SYMBOL <:unicode<forall>> (* ∀ *) -> `Forall
 176     | SYMBOL <:unicode<lambda>> (* λ *) -> `Lambda
 177     ]
 178   ];
 179   bound_names: [
 180     [ vars = LIST1 IDENT SEP SYMBOL ",";
 181       ty = OPT [ SYMBOL ":"; p = l2_pattern -> p ] ->
 182         [ vars, ty ]
 183     | clusters = LIST1 [
 184         SYMBOL "(";
 185         vars = LIST1 IDENT SEP SYMBOL ",";
 186         ty = OPT [ SYMBOL ":"; p = l2_pattern -> p ];
 187         SYMBOL ")" ->
 188           vars, ty
 189       ] ->
 190         clusters
 191     ]
 192   ];
 193   induction_kind: [
 194     [ IDENT "rec" -> `Inductive
 195     | IDENT "corec" -> `CoInductive
 196     ]
 197   ];
 198   let_defs: [
 199     [ defs = LIST1 [
 200         name = IDENT; args = bound_names;
 201         index_name = OPT [ IDENT "on"; id = IDENT -> id ];
 202         ty = OPT [ SYMBOL ":" ; p = l2_pattern -> p ];
 203         SYMBOL <:unicode<def>> (* ≝ *); body = l2_pattern ->
 204           let body = fold_binder `Lambda args body in
 205           let ty =
 206             match ty with
 207             | None -> None
 208             | Some ty -> Some (fold_binder `Pi args ty)
 209           in
 210           let rec position_of name p = function
 211             | [] -> None, p
 212             | n :: _ when n = name -> Some p, p
 213             | _ :: tl -> position_of name (p + 1) tl
 214           in
 215           let rec find_arg name n = function
 216             | [] -> fail loc (sprintf "Argument %s not found" name)
 217             | (l,_) :: tl ->
 218                 (match position_of name 0 l with
 219                 | None, len -> find_arg name (n + len) tl
 220                 | Some where, len -> n + where)
 221           in
 222           let index =
 223             match index_name with
 224             | None -> 0
 225             | Some name -> find_arg name 0 args
 226           in
 227           (Cic.Name name, ty), body, index
 228       ] SEP IDENT "and" ->
 229         defs
 230     ]
 231   ];
 232   l2_pattern_variable: [
 233     [ SYMBOL "\\NUM"; id = IDENT -> NumVar id
 234     | SYMBOL "\\IDENT"; id = IDENT -> IdentVar id
 235     | SYMBOL "\\FRESH"; id = IDENT -> FreshVar id
 236     ]
 237   ];
 238   l2_magic_pattern: [
 239     [ SYMBOL "\\FOLD";
 240       kind = [ IDENT "left" -> `Left | IDENT "right" -> `Right ];
 241       base = l2_pattern;
 242       SYMBOL "\\LAMBDA"; id = IDENT; recursive = l2_pattern ->
 243         Fold (kind, base, [id], recursive)
 244     | SYMBOL "\\DEFAULT"; some = l2_pattern; none = l2_pattern ->
 245         Default (some, none)
 246     ]
 247   ];
 248   l2_pattern:
 249     [ "0" [ ]
 250     | "10" NONA (* let in *)
 251       [ IDENT "let"; var = possibly_typed_name; SYMBOL <:unicode<def>> (* ≝ *);
 252         p1 = l2_pattern; "in"; p2 = l2_pattern ->
 253           return_term loc (LetIn (var, p1, p2))
 254       | IDENT "let"; k = induction_kind; defs = let_defs; IDENT "in";
 255         body = l2_pattern ->
 256           return_term loc (LetRec (k, defs, body))
 257       ]
 258     | "20" RIGHTA (* binder *)
 259       [ b = binder; names = bound_names; SYMBOL "."; body = l2_pattern ->
 260           return_term loc (fold_binder b names body)
 261       ]
 262     | "30" [ ]
 263     | "40" [ ]
 264     | "50" [ ]
 265     | "60" [ ]
 266     | "70" LEFTA (* apply *)
 267       [ p1 = l2_pattern; p2 = l2_pattern ->
 268           let rec aux = function
 269             | Appl (hd :: tl)
 270             | AttributedTerm (_, Appl (hd :: tl)) ->
 271                 aux hd @ tl
 272             | term -> [term]
 273           in
 274           return_term loc (Appl (aux p1 @ [p2]))
 275       ]
 276     | "80" [ ]
 277     | "90" NONA (* simple *)
 278       [ id = IDENT -> return_term loc (Ident (id, None))
 279       | id = IDENT; s = explicit_subst -> return_term loc (Ident (id, Some s))
 280       | u = URI -> return_term loc (Uri (u, None))
 281       | n = NUMBER -> prerr_endline "number"; return_term loc (Num (n, 0))
 282       | IMPLICIT -> return_term loc (Implicit)
 283       | m = META -> return_term loc (Meta (int_of_string m, []))
 284       | m = META; s = meta_subst -> return_term loc (Meta (int_of_string m, s))
 285       | s = sort -> return_term loc (Sort s)
 286       | outtyp = OPT [ SYMBOL "["; ty = l2_pattern; SYMBOL "]" -> ty ];
 287         IDENT "match"; t = l2_pattern;
 288         indty_ident = OPT [ SYMBOL ":"; id = IDENT -> id ];
 289         IDENT "with"; SYMBOL "[";
 290         patterns = LIST0 [
 291           lhs = match_pattern; SYMBOL <:unicode<Rightarrow>> (* ⇒ *);
 292           rhs = l2_pattern ->
 293             lhs, rhs
 294         ] SEP SYMBOL "|";
 295         SYMBOL "]" ->
 296           return_term loc (Case (t, indty_ident, outtyp, patterns))
 297       | SYMBOL "("; p1 = l2_pattern; SYMBOL ":"; p2 = l2_pattern; SYMBOL ")" ->
 298           return_term loc (Appl [ Symbol ("cast", 0); p1; p2 ])
 299       | SYMBOL "("; p = l2_pattern; SYMBOL ")" -> p
 300       | v = l2_pattern_variable -> return_term loc (Variable v)
 301       | m = l2_magic_pattern -> return_term loc (Magic m)
 302       ]
 303     | "100" [ ]
 304     ];
 305 (* }}} *)
 306 (* {{{ Grammar for interpretation, notation level 3 *)
 307   argument: [
 308     [ id = IDENT -> IdentArg id
 309     | SYMBOL <:unicode<eta>> (* η *); SYMBOL "."; a = SELF -> EtaArg (None, a)
 310     | SYMBOL <:unicode<eta>> (* η *); id = IDENT; SYMBOL "."; a = SELF ->
 311         EtaArg (Some id, a)
 312     ]
 313   ];
 314   level3_term: [
 315     [ u = URI -> UriPattern u
 316     | a = argument -> ArgPattern a
 317     | SYMBOL "("; terms = LIST1 SELF; SYMBOL ")" ->
 318         (match terms with
 319         | [] -> assert false
 320         | [term] -> term
 321         | terms -> ApplPattern terms)
 322     ]
 323   ];
 324 (* }}} *)
 325 (* {{{ Notation glues *)
 326   associativity: [
 327     [ IDENT "left";  IDENT "associative" -> `Left
 328     | IDENT "right"; IDENT "associative" -> `Right
 329     ]
 330   ];
 331   precedence: [ [ IDENT "at"; IDENT "precedence"; n = NUMBER -> n ] ];
 332   notation: [
 333     [ IDENT "notation"; p1 = level1_pattern; IDENT "for"; p2 = level2_pattern;
 334       assoc = OPT associativity; prec = OPT precedence ->
 335         ()
 336     ]
 337   ];
 338   interpretation: [
 339     [ IDENT "interpretation"; s = SYMBOL; args = LIST1 argument; IDENT "as";
 340       t = level3_term ->
 341         ()
 342     ]
 343   ];
 344 (* }}} *)
 345 END
 346
 347 let exc_located_wrapper f =
 348   try
 349     f ()
 350   with
 351   | Stdpp.Exc_located (floc, Stream.Error msg) ->
 352       raise (Parse_error (floc, msg))
 353   | Stdpp.Exc_located (floc, exn) ->
 354       raise (Parse_error (floc, (Printexc.to_string exn)))
 355
 356 let parse_syntax_pattern stream =
 357   exc_located_wrapper (fun () -> Grammar.Entry.parse level1_pattern stream)
 358
 359 let parse_ast_pattern stream =
 360   exc_located_wrapper (fun () -> Grammar.Entry.parse level2_pattern stream)
 361
 362 let parse_interpretation stream =
 363   exc_located_wrapper (fun () -> Grammar.Entry.parse level3_term stream)
 364
 365 (** {2 Grammar extension} *)
 366
 367 type associativity_kind = [ `Left | `Right | `None ]
 368
 369 let symbol s = Gramext.Stoken ("SYMBOL", s)
 370 let ident s = Gramext.Stoken ("IDENT", s)
 371 let number s = Gramext.Stoken ("NUMBER", s)
 372 let term = Gramext.Sself
 373
 374 type env_type = (string * (value_type * value)) list
 375
 376 let rec pp_value =
 377   function
 378   | TermValue _ -> "@TERM@"
 379   | StringValue s -> sprintf "\"%s\"" s
 380   | NumValue n -> n
 381   | OptValue (Some v) -> "Some " ^ pp_value v
 382   | OptValue None -> "None"
 383   | ListValue l -> sprintf "[%s]" (String.concat "; " (List.map pp_value l))
 384
 385 let rec pp_value_type =
 386   function
 387   | TermType -> "Term"
 388   | StringType -> "String"
 389   | NumType -> "Number"
 390   | OptType t -> "Maybe " ^ pp_value_type t
 391   | ListType l -> "List " ^ pp_value_type l
 392
 393 let pp_env env =
 394   String.concat "; "
 395     (List.map
 396       (fun (name, (ty, value)) ->
 397         sprintf "%s : %s = %s" name (pp_value_type ty) (pp_value value))
 398       env)
 399
 400 let make_action action bindings =
 401   let rec aux (vl : env_type) =
 402     function
 403       [] ->
 404         prerr_endline "aux: make_action";
 405         Gramext.action (fun (loc: location) -> action vl loc)
 406     | None :: tl ->
 407         prerr_endline "aux: none";
 408         Gramext.action (fun _ -> aux vl tl)
 409     (* LUCA: DEFCON 3 BEGIN *)
 410     | Some (name, TermType) :: tl ->
 411         prerr_endline "aux: term";
 412         Gramext.action
 413           (fun (v:term) -> aux ((name, (TermType, (TermValue v)))::vl) tl)
 414     | Some (name, StringType) :: tl ->
 415         prerr_endline "aux: string";
 416         Gramext.action
 417           (fun (v:string) ->
 418             aux ((name, (StringType, (StringValue v))) :: vl) tl)
 419     | Some (name, NumType) :: tl ->
 420         prerr_endline "aux: num";
 421         Gramext.action
 422           (fun (v:string) -> aux ((name, (NumType, (NumValue v))) :: vl) tl)
 423     | Some (name, OptType t) :: tl ->
 424         prerr_endline "aux: opt";
 425         Gramext.action
 426           (fun (v:'a option) ->
 427             aux ((name, (OptType t, (OptValue v))) :: vl) tl)
 428     | Some (name, ListType t) :: tl ->
 429         prerr_endline "aux: list";
 430         Gramext.action
 431           (fun (v:'a list) ->
 432             aux ((name, (ListType t, (ListValue v))) :: vl) tl)
 433     (* LUCA: DEFCON 3 END *)
 434   in
 435     aux [] (List.rev bindings)
 436
 437 let flatten_opt =
 438   let rec aux acc =
 439     function
 440       [] -> List.rev acc
 441     | None::tl -> aux acc tl
 442     | Some hd::tl -> aux (hd::acc) tl
 443   in
 444   aux []
 445
 446   (* given a level 1 pattern computes the new RHS of "term" grammar entry *)
 447 let extract_term_production pattern =
 448   let rec aux = function
 449     | Literal l -> aux_literal l
 450     | Layout l -> aux_layout l
 451     | Magic m -> aux_magic m
 452     | Variable v -> aux_variable v
 453     | _ -> assert false
 454   and aux_literal = function
 455     | `Symbol s -> [None, symbol s]
 456     | `Keyword s -> [None, ident s]
 457     | `Number s -> [None, number s]
 458   and aux_layout = function
 459     | Sub (p1, p2) -> aux p1 @ [None, symbol "\\SUB"] @ aux p2
 460     | Sup (p1, p2) -> aux p1 @ [None, symbol "\\SUP"] @ aux p2
 461     | Below (p1, p2) -> aux p1 @ [None, symbol "\\BELOW"] @ aux p2
 462     | Above (p1, p2) -> aux p1 @ [None, symbol "\\ABOVE"] @ aux p2
 463     | Frac (p1, p2) -> aux p1 @ [None, symbol "\\FRAC"] @ aux p2
 464     | Atop (p1, p2) -> aux p1 @ [None, symbol "\\ATOP"] @ aux p2
 465     | Over (p1, p2) -> aux p1 @ [None, symbol "\\OVER"] @ aux p2
 466     | Root (p1, p2) ->
 467         [None, symbol "\\ROOT"] @ aux p2 @ [None, symbol "\\OF"] @ aux p1
 468     | Sqrt p -> [None, symbol "\\SQRT"] @ aux p
 469     | Break -> []
 470     | Box (_, pl) -> List.flatten (List.map aux pl)
 471   and aux_magic = function
 472     | Opt p ->
 473         let p_bindings, p_atoms = List.split (aux p) in
 474         let p_names = flatten_opt p_bindings in
 475         [ None,
 476           Gramext.srules
 477             [ [ Gramext.Sopt
 478                   (Gramext.srules
 479                     [ p_atoms,
 480                       (make_action
 481                         (fun (env : env_type) (loc : location) ->
 482                           prerr_endline "inner opt action";
 483                           env)
 484                         p_bindings)])],
 485               Gramext.action
 486                 (fun (env_opt : env_type option) (loc : location) ->
 487                   match env_opt with
 488                     Some env ->
 489                       prerr_endline "opt action (Some _)";
 490                       List.map
 491                         (fun (name, (typ, v)) ->
 492                           (name, (OptType typ, OptValue (Some v))))
 493                         env
 494                   | None ->
 495                       prerr_endline "opt action (None)";
 496                       List.map
 497                         (fun (name, typ) ->
 498                           (name, (OptType typ, OptValue None)))
 499                         p_names) ]]
 500     | _ -> assert false
 501   and aux_variable = function
 502     | NumVar s -> [Some (s, NumType), number ""]
 503     | TermVar s -> [Some (s, TermType), term]
 504     | IdentVar s -> [Some (s, StringType), ident ""]
 505     | Ascription (p, s) -> assert false (* TODO *)
 506     | FreshVar _ -> assert false
 507   in
 508   aux pattern
 509
 510 let level_of_int precedence =
 511   (* TODO "mod" test to be removed as soon as we add all 100 levels *)
 512   if precedence mod 10 <> 0 || precedence < 0 || precedence > 100 then
 513     raise (Level_not_found precedence);
 514   string_of_int precedence
 515
 516 type rule_id = Token.t Gramext.g_symbol list
 517
 518 let extend level1_pattern ?(precedence = 0) ?associativity action =
 519   let p_bindings, p_atoms =
 520     List.split (extract_term_production level1_pattern)
 521   in
 522   let level = level_of_int precedence in
 523   let p_names = flatten_opt p_bindings in
 524   let entry = Grammar.Entry.obj (l2_pattern: 'a Grammar.Entry.e) in
 525   let _ =
 526     prerr_endline (string_of_int (List.length p_bindings));
 527     Grammar.extend
 528       [ entry, Some (Gramext.Level level),
 529         [ Some level,  (* TODO should we put None here? *)
 530           associativity,
 531           [ p_atoms,
 532             (make_action
 533               (fun (env: env_type) (loc: location) -> (action env loc))
 534               p_bindings) ]]]
 535   in
 536   p_atoms
 537
 538 let delete atoms = Grammar.delete_rule l2_pattern atoms
 539
 540 let print_l2_pattern () =
 541   Grammar.print_entry Format.std_formatter (Grammar.Entry.obj l2_pattern);
 542   Format.pp_print_flush Format.std_formatter ();
 543   flush stdout
 544
 545 (* vim:set encoding=utf8 foldmethod=marker: *)