Bison es un generador de analizadores sintácticos de propósito general que convierte una descripción gramatical para una gramática independiente del contexto LALR(1) en un programa en C que analice esa gramática. Una vez que sea un experimentado en Bison, podría utilizarlo para desarollar un amplio rango de analizadores de lenguajes, desde aquellos usados en simples calculadoras de escritorio hasta complejos lenguajes de programación.
Bison es compatible hacia arriba con Yacc: todas la gramáticas escritas apropiadamente para Yacc deberían funcionar con Bison sin ningún cambio. Cualquiera que esté familiarizado con Yacc debería ser capaz de utilizar Bison con pocos problemas. Necesita ser fluente programando en C para poder utilizar Bison o para comprender este manual.
Comenzaremos con capítulos introductorios que explican los conceptos básicos del uso de Bison y muestran tres ejemplos comentados, cada uno construido sobre el anterior. Si no conoce Bison o Yacc, comience leyendo estos capítulos. A continuación se encuentran los capítulos de referencia que describen los aspectos específicos de Bison en detalle.
Bison fue escrito originalmente por Robert Corbett; Richard Stallman lo hizo compatible con Yacc. Wilfred Hansen de la Universidad de Carnegie Mellon añadió los literales de cadenas multicaracter y otras características.
Esta edición corresponde a la versión 1.27 de Bison.
Nota: las secciones tituladas "Licencia Pública General GNU", "Condiciones para el uso de Bison" y el aviso de permiso son traducciones libres de las secciones originales en inglés "GNU General Public License", "Conditions for Using Bison" y el permiso original. Ninguna de estas traducciones ha sido aprobada por la Free Software Foundation oficialmente y se han incluído solamente para facilitar su entendimiento. Si desea estar seguro de si sus actuaciones están permitidas, por favor acuda a la versión original inglesa.
La Free Software Foundation recomienda fervientemente no usar estas traducciones como los términos oficiales de distribución para sus programas; en su lugar, por favor use las versiones inglesas originales, tal y como están publicadas por la Free Software Foundation.
@language=@ingles
As of Bison version 1.24, we have changed the distribution terms for
yyparse to permit using Bison's output in non-free programs.
Formerly, Bison parsers could be used only in programs that were free
software.
The other GNU programming tools, such as the GNU C compiler, have never had such a requirement. They could always be used for non-free software. The reason Bison was different was not due to a special policy decision; it resulted from applying the usual General Public License to all of the Bison source code.
The output of the Bison utility--the Bison parser file--contains a
verbatim copy of a sizable piece of Bison, which is the code for the
yyparse function. (The actions from your grammar are inserted
into this function at one point, but the rest of the function is not
changed.) When we applied the GPL terms to the code for yyparse,
the effect was to restrict the use of Bison output to free software.
We didn't change the terms because of sympathy for people who want to make software proprietary. Software should be free. But we concluded that limiting Bison's use to free software was doing little to encourage people to make other software free. So we decided to make the practical conditions for using Bison match the practical conditions for using the other GNU tools. @language=@espanol
Al igual que en la versión 1.24 de Bison, hemos cambiado los términos de la
distribución de yyparse para permitir el uso de la salida de Bison en
programas no-libres. En otro tiempo, los analizadores generados por Bison
solamente podían utilizarse en programas que fuesen software libre.
Las otras herramientas GNU de programación, tales como el compilador de C GNU, nunca han tenido tal tipo de requisito. Estas herramientas siempre podían utilizarse para software no-libre. La razón de que con Bison fuera diferente no fue debido a una decisión política especial; ello resultó de la aplicación de la Licencia Pública General usual a todo el código fuente de Bison.
La salida de la utilidad Bison--el archivo del analizador de Bison--contiene
una copia literal de un considerable fragmento de Bison, que es el código
para la función yyparse. (Las acciones de tu gramática se insertan
dentro de esta función en un punto, pero el resto de la función no se
modifica.) Cuando aplicamos los términos de la GPL al código fuente para
yyparse, el efecto fue la restricción del uso de la salida de Bison en
software libre.
No cambiamos los términos debido a simpatía con la gente que quiere hacer software propietario. El software debería ser libre. Pero hemos concluido que limitando el uso de Bison en software libre era hacer poco por alentar a la gente a hacer otro software libre. Así que hemos decidido hacer que concuerden las condiciones prácticas para el uso de Bison con las condiciones prácticas para usar las otras utilidades GNU.
@language=@ingles Version 2, June 1991
Copyright (C) 1989, 1991 Free Software Foundation, Inc. 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA Everyone is permitted to copy and distribute verbatim copies of this license document, but changing it is not allowed.
The licenses for most software are designed to take away your freedom to share and change it. By contrast, the GNU General Public License is intended to guarantee your freedom to share and change free software--to make sure the software is free for all its users. This General Public License applies to most of the Free Software Foundation's software and to any other program whose authors commit to using it. (Some other Free Software Foundation software is covered by the GNU Library General Public License instead.) You can apply it to your programs, too.
When we speak of free software, we are referring to freedom, not price. Our General Public Licenses are designed to make sure that you have the freedom to distribute copies of free software (and charge for this service if you wish), that you receive source code or can get it if you want it, that you can change the software or use pieces of it in new free programs; and that you know you can do these things.
To protect your rights, we need to make restrictions that forbid anyone to deny you these rights or to ask you to surrender the rights. These restrictions translate to certain responsibilities for you if you distribute copies of the software, or if you modify it.
For example, if you distribute copies of such a program, whether gratis or for a fee, you must give the recipients all the rights that you have. You must make sure that they, too, receive or can get the source code. And you must show them these terms so they know their rights.
We protect your rights with two steps: (1) copyright the software, and (2) offer you this license which gives you legal permission to copy, distribute and/or modify the software.
Also, for each author's protection and ours, we want to make certain that everyone understands that there is no warranty for this free software. If the software is modified by someone else and passed on, we want its recipients to know that what they have is not the original, so that any problems introduced by others will not reflect on the original authors' reputations.
Finally, any free program is threatened constantly by software patents. We wish to avoid the danger that redistributors of a free program will individually obtain patent licenses, in effect making the program proprietary. To prevent this, we have made it clear that any patent must be licensed for everyone's free use or not licensed at all.
The precise terms and conditions for copying, distribution and modification follow.
NO WARRANTY
If you develop a new program, and you want it to be of the greatest possible use to the public, the best way to achieve this is to make it free software which everyone can redistribute and change under these terms.
To do so, attach the following notices to the program. It is safest to attach them to the start of each source file to most effectively convey the exclusion of warranty; and each file should have at least the "copyright" line and a pointer to where the full notice is found.
one line to give the program's name and a brief idea of what it does. Copyright (C) 19yy name of author This program is free software; you can redistribute it and/or modify it under the terms of the GNU General Public License as published by the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your option) any later version. This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU General Public License for more details. You should have received a copy of the GNU General Public License along with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.
Also add information on how to contact you by electronic and paper mail.
If the program is interactive, make it output a short notice like this when it starts in an interactive mode:
Gnomovision version 69, Copyright (C) 19yy name of author Gnomovision comes with ABSOLUTELY NO WARRANTY; for details type `show w'. This is free software, and you are welcome to redistribute it under certain conditions; type `show c' for details.
The hypothetical commands `show w' and `show c' should show the appropriate parts of the General Public License. Of course, the commands you use may be called something other than `show w' and `show c'; they could even be mouse-clicks or menu items--whatever suits your program.
You should also get your employer (if you work as a programmer) or your school, if any, to sign a "copyright disclaimer" for the program, if necessary. Here is a sample; alter the names:
Yoyodyne, Inc., hereby disclaims all copyright interest in the program `Gnomovision' (which makes passes at compilers) written by James Hacker. signature of Ty Coon, 1 April 1989 Ty Coon, President of Vice
This General Public License does not permit incorporating your program into proprietary programs. If your program is a subroutine library, you may consider it more useful to permit linking proprietary applications with the library. If this is what you want to do, use the GNU Library General Public License instead of this License. @language=@espanol
Versión 2, Junio de 1991
Copyright (C) 1989, 1991 Free Software Foundation, Inc. 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, EEUU Se permite a todo el mundo la copia y distribución de copias literales de este documento de licencia, pero no se permite su modificación.
Las licencias que cubren la mayor parte del software están diseñadas para quitarle a usted la libertad de compartirlo y modificarlo. Por el contrario, la Licencia Pública General GNU pretende garantizarle la libertad de compartir y modificar software libre--para asegurar que el software es libre para todos sus usuarios. Esta Licencia Pública General se aplica a la mayor parte del software de la Free Software Foundation y a cualquier otro programa cuyos autores se comprometen a utilizarla. (Alguna parte del software de la Free Software Foundation está cubierto por la Licencia Pública General GNU para Librerías). Usted también la puede aplicar a sus programas.
Cuando hablamos de software libre, estamos refiriéndonos a la libertad, no al precio. Nuestras Licencias Públicas Generales están diseñadas para asegurarnos de que tenga la libertad de distribuir copias de software libre (y cobrar por ese servicio si quiere), que reciba el código fuente o que pueda conseguirlo si lo quiere, que pueda modificar el software o usar fragmentos de él en nuevos programas libres, y que sepa que puede hacer todas estas cosas.
Para proteger sus derechos necesitamos algunas restricciones que prohiban a cualquiera negarle a usted estos derechos o pedirle que renuncie a ellos. Estas restricciones se traducen en ciertas obligaciones que le afectan si distribuye copias del software, o si lo modifica.
Por ejemplo, si distribuye copias de uno de estos programas, sea gratuitamente, o a cambio de una contraprestación, debe dar a los receptores todos los derechos que tiene. Debe asegurarse de que ellos también reciben, o pueden conseguir, el código fuente. Y debe mostrarles estas condiciones de forma que conozcan sus derechos.
Protegemos sus derechos con la combinación de dos medidas: (1) ponemos el software bajo copyright y (2) le ofrecemos esta licencia, que le da permiso legal para copiar, distribuir y/o modificar el software.
También, para la protección de cada autor y la nuestra propia, queremos asegurarnos de que todo el mundo comprende que no se proporciona ninguna garantía para este software libre. Si el software es modificado por cualquiera y éste a su vez lo distribuye, queremos que sus receptores sepan que lo que tienen no es el original, de forma que cualquier problema introducido por otros no afecte a la reputación de los autores originales.
Por último, cualquier programa libre está constantemente amenazado por patentes sobre el software. Queremos evitar el riesgo de que los redistribuidores de un programa libre individualmente obtengan patentes, haciendo el programa propietario a todos los efectos. Para prevenir esto, hemos dejado claro que cualquier patente debe ser concedida para el uso libre de cualquiera, o no ser concedida en absoluto.
Los términos exactos y las condiciones para la copia, distribución y modificación se exponen a continuación.
AUSENCIA DE GARANTÍA
Si usted desarrolla un nuevo Programa, y quiere que sea del mayor uso posible para el público en general, la mejor forma de conseguirlo es convirtiéndolo en software libre que cualquiera pueda redistribuir y cambiar bajo estos términos.
Para hacerlo, añada los siguientes avisos al programa. Lo más seguro es añadirlos al principio de cada fichero fuente para comunicar lo más efectivamente posible la ausencia de garantía. Además cada fichero debería tener al menos la línea de "copyright" y una indicación del lugar donde se encuentra la notificación completa.
una línea para indicar el nombre del programa y una rápida idea de lo que hace. Copyright (C) 19aa nombre del autor Este programa es software libre; usted puede redistribuirlo y/o modificarlo bajo los términos de la Licencia Pública General GNU tal y como está publicada por la Free Software Foundation; ya sea la versión 2 de la Licencia o (a su elección) cualquier versión posterior. Este programa se distribuye con la esperanza de que sea útil, pero SIN NINGUNA GARANTÍA; ni siquiera la garantía implícita de COMERCIABILIDAD o APTITUD PARA UN PROPÓSITO ESPECÍFICO. Vea la Licencia Pública General GNU para más detalles. Usted debería haber recibido una copia de la Licencia Pública General junto con este programa. Si no ha sido así, escriba a la Free Software Foundation, Inc., en 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, EEUU.
Añada también información sobre cómo contactar con usted mediante correo electrónico y postal.
Si el programa es interactivo, haga que muestre un pequeño anuncio como el siguiente, cuando comience a funcionar en modo interactivo:
Gnomovision versión 69, Copyright (C) 19aa nombre del autor Gnomovision no ofrece ABSOLUTAMENTE NINGUNA GARANTÍA; para más detalles escriba `show w'. Esto es software libre, y se le invita a redistribuirlo bajo ciertas condiciones. Escriba `show c' para más detalles.
Los comandos hipotéticos `show w' y `show c' deberían mostrar las partes adecuadas de la Licencia Pública General. Por supuesto, los comandos que use pueden llamarse de cualquier otra manera. Podrían incluso ser pulsaciones del ratón o elementos de un menú---lo que sea apropiado para su programa).
También debería conseguir que el empresario (si trabaja como programador) o su centro académico, si es el caso, firme una "renuncia de copyright" para el programa, si es necesario. A continuación se ofrece un ejemplo, cambie los nombres:
Yoyodyne, Inc. con la presente renuncia a cualquier interés de derechos de copyright con respecto al programa `Gnomovision' (que hace pasadas a compiladores) escrito por Pepe Programador. firma de Pepito Grillo, 20 de diciembre de 1996 Pepito Grillo, Presidente de Asuntillos Varios.
Esta Licencia Pública General no permite incorporar su programa a programas propietarios. Si su programa es una librería de subrutinas, puede considerar más útil el permitir el enlazado de aplicaciones propietarias con la librería. Si este es el caso, use la Licencia Pública General GNU para Librerías en lugar de esta Licencia.
Este capítulo introduce muchos de los conceptos básicos sin los que no tendrán sentido los detalles de Bison. Si no conoce ya cómo utilizar Bison o Yacc, le sugerimos que comience por leer este capítulo atentamente.
Para que Bison analice un lenguaje, este debe ser descrito por una gramática independiente del contexto. Esto quiere decir que debe especificar uno o más grupos sintácticos y dar reglas para contruirlos desde sus partes. Por ejemplo, en el lenguaje C, un tipo de agrupación son las llamadas `expresiones'. Una regla para hacer una expresión sería, "Una expresión puede estar compuesta de un signo menos y otra expresión". Otra regla sería, "Una expresión puede ser un entero". Como puede ver, las reglas son a menudo recursivas, pero debe haber al menos una regla que lleve fuera la recursión.
El sistema formal más común de presentar tales reglas para ser leidas por los humanos es la Forma de Backus-Naur o "BNF", que fue desarrollada para especificar el lenguaje Algol 60. Cualquier gramática expresada en BNF es una gramática independiente del contexto. La entrada de Bison es en esencia una BNF legible por la máquina.
No todos los lenguajes independientes del contexto pueden ser manejados por Bison, únicamente aquellos que sean LALR(1). Brevemente, esto quiere decir que debe ser posible decir cómo analizar cualquier porción de una cadena de entrada con un solo token de preanálisis. Hablando estrictamente, esto es una descripción de una gramática LR(1), y la LALR(1) implica restricciones adicionales que son difíciles de explicar de manera sencilla; pero es raro en la práctica real que se encuentre una gramática LR(1) que no sea LALR(1). See section Conflictos Misteriosos de Reducción/Reducción, para más información a cerca de esto.
En las reglas gramaticales formales para un lenguaje, cada tipo de unidad sintáctica o agrupación se identifica por un símbolo. Aquellos que son construidos agrupando construcciones más pequeñas de acuerdo a reglas gramaticales se denominan símbolos no terminales; aquellos que no pueden subdividirse se denominan símbolos terminales o tipos de tokens. Denominamos token a un fragmento de la entrada que corresponde a un solo símbolo terminal, y grupo a un fragmento que corresponde a un solo símbolo no terminal.
Podemos utilizar el lenguaje C como ejemplo de qué significan los símbolos, terminales y no terminales. Los tokens de C son los identificadores, constantes (numéricas y cadenas de caracteres), y las diversas palabras reservadas, operadores aritméticos y marcas de puntuación. Luego los símbolos terminales de una gramática para C incluyen `identificador', `número', `cadena de caracteres', más un símbolo para cada palabra reservada, operador o marca de puntuación: `if', `return', `const', `static', `int', `char', `signo-más', `llave-abrir', `llave-cerrar', `coma' y muchos más. (Estos tokens se pueden subdividir en caracteres, pero eso es una cuestión léxica, no gramatical.)
Aquí hay una función simple en C subdividida en tokens:
int /* palabra reservada `int' */
cuadrado (x) /* identificador, paréntesis-abrir */
/* identificador, paréntesis-cerrar */
int x; /* palabra reservada `int', identificador, punto y coma */
{ /* llave-abrir */
return x * x; /* palabra reservada `return', identificador, */
/* asterisco, identificador, punto y coma */
} /* llave-cerrar */
Las agrupaciones sintácticas de C incluyen a las expresiones, las sentencias, las declaraciones, y las definiciones de funciones. Estas se representan en la gramática de C por los símbolos no terminales `expresión', `sentencia', `declaración' y `definición de función'. La gramática completa utiliza docenas de construcciones del lenguaje adicionales, cada uno con su propio símbolo no terminal, de manera que exprese el significado de esos cuatro. El ejemplo anterios es la definición de una función; contiene una declaración, y una sentencia. En la sentencia, cada `x' es una expresión y también lo es `x * x'.
Cada símbolo no terminal debe poseer reglas gramaticales mostrando cómo está
compuesto de construcciones más simples. Por ejemplo, un tipo de
sentencia en C es la sentencia return; esta sería descrita
con una regla gramatical que interpretada informalmente sería así:
Una `sentencia' puede estar compuesta de una parabra clave `return', una `expresión' y un `punto y coma'.
Aquí existirían muchas otras reglas para `sentencia', una para cada tipo de sentencia en C.
Se debe distinguir un símbolo no terminal como el símbolo especial que define una declaración completa en el lenguaje. Este se denomina símbolo de arranque. En un compilador, este representa un programa completo. En el lenguaje C, el símbolo no terminal `secuencia de definiciones y declaraciones' juega este papel.
Por ejemplo, `1 + 2' es una expresión válida en C--una parte válida de un programa en C--pero no es válida como un programa en C completo. En la gramática independiente del contexto de C, esto se refleja en el hecho de que `expresión' no es el símbolo de arranque.
El analizador de Bison lee una secuencia de tokens como entrada, y agrupa los tokens utilizando las reglas gramaticales. Si la entrada es válida, el resultado final es que la secuencia de tokens entera se reduce a una sola agrupación cuyo símbolo es el símbolo de arranque de la gramática. Si usamos una gramática para C, la entrada completa debe ser una `secuencia de definiciones y declaraciones'. Si no, el analizador informa de un error de sintaxis.
Una gramática formal es una construcción matemática. Para definir el lenguaje para Bison, debe escribir un archivo expresando la gramática con la sintaxis de Bison: un archivo de gramática de Bison. See section Archivos de Gramática de Bison.
Un símbolo no terminal en la gramática formal se representa en la entrada
de Bison como un identificador, similar a un identificador en C. Por
convención, deberían estar en minúsculas, tales como expr, stmt o
declaracion.
La representación en Bison para un símbolo terminal se llama también un
tipo de token. Los tipos de tokens también se pueden representar como
identificadores al estilo de C. Por convención, estos identificadores deberían
estar en mayúsculas para distinguirlos de los no terminales: por ejemplo,
INTEGER, IDENTIFICADOR, IF o RETURN. Un símbolo
terminal que represente una palabra clave en particular en el lenguaje debería
bautizarse con el nombre después de pasarlo a mayúsculas. El símbolo terminal
error se reserva para la recuperación de errores.
See section Símbolos, Terminales y No Terminales.
Un símbolo terminal puede representarse también como un caracter literal, al igual que una constante de caracter en C. Debería hacer esto siempre que un token sea simplemente un único caracter (paréntesis, signo-más, etc.): use el mismo caracter en un literal que el símbolo terminal para ese token.
Una tercera forma de representar un símbolo terminal es con una cadena de caracteres de C conteniendo varios caracteres. See section Símbolos, Terminales y No Terminales, para más información.
Las reglas gramaticales tienen también una expresión en la sintaxis de
Bison. Por ejemplo, aquí está la regla en Bison para una sentencia
return de C. El punto y coma entre comillas es un token de caracter
literal, representando parte de la sintaxis de C para la sentencia; el
punto y coma al descubierto, y los dos puntos, es puntuación de Bison que se
usa en todas las reglas.
stmt: RETURN expr ';'
;
See section Sintaxis de las Reglas Gramaticales.
Una gramática formal selecciona tokens únicamente por sus clasificaciones: por ejemplo, si una regla menciona el símbolo terminal `constante entera', quiere decir que cualquier constante entera es gramaticalmente válida en esa posición. El valor preciso de la constante es irrelevante en cómo se analiza la entrada: si `x+4' es gramatical entonces `x+1' o `x+3989' es igualmente gramatical.
Pero el valor preciso es muy importante para lo que significa la entrada una vez que es analizada. ¡Un compilador es inservible si no puede distinguir entre 4, 1 y 3989 como constantes en el programa! Por lo tanto, cada token en una gramática de Bison tiene ambos, un tipo de token y un valor semántico. See section Definiendo la Semántica del Lenguaje, para detalles.
El tipo de token es un símbolo terminal definido en la gramática, tal como
INTEGER, IDENTIFICADOR o ','. Este dice todo lo que se
necesita para saber decidir dónde podría aparecer válidamente el token y cómo
agruparlo con los otros tokens. Las reglas gramaticales no saben nada acerca
de los tokens excepto de sus tipos.
El valor semántico tiene todo el resto de información a cerca del
significado del token, tal como el valor de un entero, o el nombre de un
identificador. (Un token tal como ',' que es solo un signo de
puntuación no necesita tener ningún valor semántico.)
Por ejemplo, un token de entrada podría clasificarse como un tipo de token
INTEGER y tener el valor semántico 4. Otro token de entrada podría
tener el mismo tipo de token INTEGER pero valor 3989. Cuando una regla
gramatical dice que se admite un INTEGER, cualquiera de estos tokens se
acepta porque cada uno es un INTEGER. Cuando el analizador acepta el
token, este no pierde la pista del valor semántico del token.
Cada agrupación puede tener también un valor semántico al igual que su símbolo no terminal. Por ejemplo, en una calculadora, una expresión típicamente tiene un valor semántico que es un número. En un compilador para un lenguaje de programación, una expresión típicamente tiene un valor semántico que es una estructura en árbol describiendo el significado de la expresión.
Para que sea útil, un programa debe hacer algo más que analizar la entrada; este debe producir también alguna salida basada en la entrada. En una gramática de Bison, una regla gramatical puede tener una acción compuesta de sentencias en C. Cada vez que el analizador reconozca una correspondencia para esa regla, se ejecuta la acción. See section Acciones. La mayor parte del tiempo, el propósito de una acción es computar el valor semántico de la construcción completa a partir de los valores semánticos de sus partes. Por ejemplo, suponga que tenemos una regla que dice que una expresión puede ser la suma de dos expresiones. Cuando el analizador reconozca tal suma, cada una de las subexpresiones posee un valor semántico que describe cómo fueron elaboradas. La acción para esta regla debería crear un tipo de valor similar para la expresión mayor que se acaba de reconocer.
Por ejemplo, he aquí una regla que dice que una expresión puede ser la suma de dos subexpresiones:
expr: expr '+' expr { $$ = $1 + $3; }
;
La acción dice cómo producir el valor semántico de la expresión suma a partir de los valores de las dos subexpresiones.
Cuando ejecuta Bison, usted le da un archivo de gramática de Bison como entrada. La salida es un programa fuente en C que analiza el lenguaje descrito por la gramática. Este archivo se denomina un analizador de Bison. Tenga en cuenta que la utilidad Bison y el analizador de Bison son dos programas distintos: la utilidad Bison es un programa cuya salida es el analizador de Bison que forma parte de su programa.
El trabajo del analizador de Bison es juntar tokens en agrupaciones de acuerdo a las reglas gramaticales--por ejemplo, construir expresiones con identificadores y operadores. A medida que lo hace, este ejecuta las acciones de las reglas gramaticales que utiliza.
Los tokens provienen de una función llamada el analizador léxico
que usted debe proveer de alguna manera (por ejemplo escribiéndola en C). El
analizador de Bison llama al analizador léxico cada vez que quiera un
nuevo token. Este no sabe qué hay "dentro" de los tokens (aunque sus
valores semánticos podrían reflejarlo). Típicamente el analizador
léxico construye los tokens analizando los caracteres del texto, pero
Bison no depende de ello. See section La Funcion del Analizador Léxico yylex.
El fichero del analizador de Bison es código C que define una función llamada
yyparse que implementa esa gramática. Esta función no forma
un programa completo en C: debe proveer algunas funciones
adicionales. Una es el analizador léxico. Otra es una función de informe
de errores a la que el analizador llama para informar de un error. Además,
un programa completo en C debe comenzar con una función llamada
main; debe facilitarla, y colocar en esta una llamada a
yyparse o el analizador no será ejecutado nunca.
See section Interfaz del Analizador en Lenguaje C.
A parte de los nombres de tipo de token y los símbolos en las
acciones que escriba, todos los nombres de variable y funciones usados
en el archivo del analizador de Bison comienzan con `yy' o `YY'.
Esto incluye las funciones de interfaz tales como la función del
analizador léxico yylex, la función de informe de errores
yyerror y la propia función del analizador yyparse.
Esto también incluye un gran número de identificadores utilizados
para uso interno. Por lo tanto, debería evitar utilizar identificadores
de C que comiencen con `yy' o `YY' en el archivo de la gramática
de Bison excepto para aquellos definidos en este manual.
El proceso real de diseño de lenguajes utilizando Bison, desde la especificación de la gramática hasta llegar a un compilador o intérprete funcional, se compone de estas etapas:
yylex). Este puede
también generarse utilizando Lex, pero el uso de Lex no se trata en este
manual.
Para hacer que este código fuente escrito se convierta en un programa ejecutable, debe seguir estos pasos:
El fichero de entrada para la utilidad Bison es un archivo de gramatica de Bison. La forma general de una gramática de Bison es la siguiente:
%{
declaraciones en C
%}
Declaraciones de Bison
%%
Reglas gramaticales
%%
Código C adicional
Los `%%', `%{' y `%}' son signos de puntuación que aparecen en todo archivo de gramática de Bison para separar las secciones.
Las declaraciones en C podrían definir tipos y variables utilizadas en
las acciones. Puede también usar comandos del preprocesador para
definir macros que se utilicen ahí, y utilizar #include para
incluir archivos de cabecera que realicen cualquiera de estas cosas.
Las declaraciones de Bison declaran los nombres de los símbolos terminales y no terminales, y también podrían describir la precedencia de operadores y los tipos de datos de los valores semánticos de varios símbolos.
Las reglas gramaticales definen cómo construir cada símbolo no terminal a partir de sus partes.
El código C adicional puede contener cualquier código C que desee
utilizar. A menudo suele ir la definición del analizador léxico
yylex, más subrutinas invocadas por las acciones en la reglas
gramaticales. En un programa simple, todo el resto del programa puede ir aquí.
Ahora presentaremos y explicaremos tres programas de ejemplo escritos utilizando Bison; una calculadora de notación polaca inversa, una calculadora de notación algebraica (infija), y una calculadora multi-función. Los tres han sido comprobados bajo BSD Unix 4.3; cada uno produce una utilizable, aunque limitada, calculadora de escritorio.
Estos ejemplos son simples, pero las gramáticas de Bison para lenguajes de programación reales se escriben de la misma manera.
El primer ejemplo es el de una simple calculadora de doble precisión de notación polaca inversa (una calculadora que utiliza operadores postfijos). Este ejemplo provee un buen punto de partida, ya que no hay problema con la precedencia de operadores. El segundo ejemplo ilustrará cómo se maneja la precendencia de operadores.
El código fuente para esta calculadora se llama `rpcalc.y'. La extensión `.y' es una convención utilizada para los archivos de entrada de Bison.
rpcalcAqui están las declaraciones de C y Bison para la calculadora de notación polaca inversa. Como en C, los comentarios se colocan entre `/*...*/'.
/* Calculadora de notación polaca inversa. */
%{
#define YYSTYPE double
#include <math.h>
%}
%token NUM
%% /* A continuación las reglas gramaticales y las acciones */
La sección de declaraciones en C (see section La Sección de Declaraciones en C) contiene dos directivas del preprocesador.
La directiva #define define la macro YYSTYPE, de este modo
se especifica el tipo de dato de C para los valores semánticos de ambos,
tokens y agrupaciones (see section Tipos de Datos para Valores Semánticos).
El analizador de Bison utilizará cualquier tipo que se defina
para YYSTYPE; si no lo define, por defecto es int.
Como hemos especificado double, cada token y cada expresión
tiene un valor asociado, que es un número en punto flotante.
La directiva #include se utiliza para declarar la función de
exponenciación pow.
La segunda sección, declaraciones de Bison, provee información a Bison a cerca
de los tipos de tokens (see section La Sección de Declaraciones de Bison).
Cada símbolo terminal que no sea un caracter literal simple debe
ser declarado aquí (Los caracteres literales simples no necesitan ser
declarados.) En este ejemplo, todos los operadores aritméticos se
designan por un caracter literal simple, así que el único símbolo
terminal que necesita ser declarado es NUM, el tipo de token para
las constantes numéricas.
rpcalcAquí están las reglas gramaticales para una calculadora de notación polaca inversa.
input: /* vacío */
| input line
;
line: '\n'
| exp '\n' { printf ("\t%.10g\n", $1); }
;
exp: NUM { $$ = $1; }
| exp exp '+' { $$ = $1 + $2; }
| exp exp '-' { $$ = $1 - $2; }
| exp exp '*' { $$ = $1 * $2; }
| exp exp '/' { $$ = $1 / $2; }
/* Exponenciación */
| exp exp '^' { $$ = pow ($1, $2); }
/* Menos unario */
| exp 'n' { $$ = -$1; }
;
%%
Las agrupaciones del "lenguaje" de rpcalc definidas aquí son la expresión
(con el nombre exp), la línea de entrada (line), y la
transcripción completa de la entrada (input). Cada uno de estos
símbolos no terminales tiene varias reglas alternativas, unidas por el
puntuador `|' que se lee como "o". Las siguientes secciones explican
lo que significan estas reglas.
La semántica del lenguaje se determina por las acciones que se toman cuando una agrupación es reconocida. Las acciones son el código C que aparecen entre llaves. See section Acciones.
Debe especificar estas acciones en C, pero Bison facilita la forma de
pasar valores semánticos entre las reglas. En cada acción, la
pseudo-variable $$ representa el valor semántico para la agrupación
que la regla va a construir. El trabajo principal de la mayoría de las
acciones es la asignación de un valor para $$. Se accede al valor
semántico de los componentes de la regla con $1, $2, y
así sucesivamente.
input
Considere la definición de input:
input: /* vacío */
| input line
;
Esta definición se interpreta así: "Una entrada completa es o una cadena
vacía, o una entrada completa seguida por una línea de entrada". Note que
"entrada completa" se define en sus propios términos. Se dice que esta
definición es recursiva por la izquierda ya que input aparece
siempre como el símbolo más a la izquierda en la
secuencia. See section Reglas Recursivas.
La primera alternativa está vacía porque no hay símbolos entre
los dos puntos y el primer `|'; esto significa que input puede
corresponder con una cadena de entrada vacía (sin tokens). Escribimos estas
reglas de esa manera porque es legítimo escribir Ctrl-d después de
arrancar la calculadora. Es clásico poner una alternativa vacía
al principio y escribir en esta el comentario `/* vacío */'.
La segunda alternativa de la regla (input line) maneja toda la entrada
no trivial. Esta significa, "Después de leer cualquier número de
líneas, leer una más si es posible". La recursividad por la izquierda
convierte esta regla en un bucle. Ya que la primera alternativa concuerda
con la entrada vacía, el bucle se puede ejecutar cero o más veces.
La función yyparse del analizador continúa con el procesamiento de la
entrada hasta que se encuentre con un error gramatical o el analizador diga
que no hay más tokens de entrada; convendremos que esto último sucederá
al final del fichero.
line
Ahora considere la definición de line:
line: '\n'
| exp '\n' { printf ("\t%.10g\n", $1); }
;
La primera alternativa es un token que es un caracter de nueva-línea; esta
quiere decir que rpcalc acepta un línea en blanco (y la ignora, ya que no
hay ninguna acción). La segunda alternativa es una expresión seguida de
una línea nueva. Esta es la alternativa que hace que rpcalc sea útil. El
valor semántico de la agrupación exp es el valor de $1 porque
la exp en cuestión es el primer símbolo en la alternativa. La acción
imprime este valor, que es el resultado del cálculo que solicitó el usuario.
Esta acción es poco común porque no asigna un valor a $$. Como
consecuencia, el valor semántico asociado con line está sin
inicializar (su valor será impredecible). Se trataría de un error si
ese valor se utilizara, pero nosotros no lo utilizaremos: una vez que
rpcalc haya imprimido el valor de la línea de entrada del usuario, ese
valor no se necesitará más.
expr
La agrupación exp tiene varias reglas, una para cada tipo de
expresión. La primera regla maneja la expresiones más simples: aquellas
que son solamente números. La segunda maneja una expresión de adición,
que tiene el aspecto de dos expresiones seguidas de un signo más. La tercera
maneja la resta, y así sucesivamente.
exp: NUM
| exp exp '+' { $$ = $1 + $2; }
| exp exp '-' { $$ = $1 - $2; }
...
;
Hemos utilizado `|' para unir las tres reglas de exp, pero
igualmente podríamos haberlas escrito por separado:
exp: NUM ;
exp: exp exp '+' { $$ = $1 + $2; } ;
exp: exp exp '-' { $$ = $1 - $2; } ;
...
La mayoría de las reglas tienen acciones que computan el valor de la expresión
en términos del valor de sus componentes. Por ejemplo, en la regla de la
adición, $1 hace referencia al primer componenete exp y
$2 hace referencia al segundo. El tercer componente, '+',
no tiene un valor semántico asociado con significado, pero si tuviese
alguno podría hacer referencia a este con $3. Cuando
yyparse reconoce una expresión de suma usando esta regla, la suma
de los valores de las dos subexpresiones producen el valor de toda la
expresión. See section Acciones.
Usted no tiene de dar una acción para cada regla. Cuando una regla no
tenga acción, por defecto Bison copia el valor de $1 en $$.
Esto es lo que sucede en la primera regla (la que usa NUM).
El formato mostrado aquí es la convención recomendada, pero Bison no lo requiere. Puede añadir o cambiar todos los espacios en blanco que desee. Por ejemplo, esto:
exp : NUM | exp exp '+' {$$ = $1 + $2; } | ...
expresa lo mismo que esto:
exp: NUM
| exp exp '+' { $$ = $1 + $2; }
| ...
El último, sin embargo, es mucho más legible.
rpcalc
El trabajo del analizador léxico es el análisis a bajo nivel: la conversión
de los caracteres o secuencia de caracteres en tokens. El analizador de Bison
obtiene sus tokens llamando al analizador léxico.
See section La Funcion del Analizador Léxico yylex.
Solamente se necesita un analizador léxico sencillo para la calculadora
RPN. Este analizador léxico ignora los espacios en blanco y los
tabuladores, luego lee los números como double y los devuelve
como tokens NUM. Cualquier otro caracter que no forme parte de un
número es un token por separado. Tenga en cuenta que el código del token
para un token de caracter simple es el propio caracter.
El valor de retorno de la función de análisis léxico es un código numérico
que representa el tipo de token. El mismo texto que se utilizó en las reglas
de Bison para representar el tipo de token también es una expresión en C con el
valor numérico del tipo. Esto funciona de dos maneras. Si el tipo de token es
un caracter literal, entonces su código numérico es el código ASCII
de ese caracter; puede usar el mismo caracter literal en el analizador léxico
para expresar el número. Si el tipo de token es un identificador, ese
identificador lo define Bison como una macro en C cuya definición es un
número apropiado. En este ejemplo, por lo tanto, NUM se convierte
en una macro para que la use yylex.
El valor semántico del token (si tiene alguno) se almacena en la variable
global yylval, que es donde el analizador de Bison lo buscará.
(El tipo de datos de C para yylval es YYSTYPE, que se definió
al principio de la gramática; see section Declaraciones para rpcalc.)
Se devuelve un código de tipo de token igual a cero cuando se llega al final del fichero. (Bison reconoce cualquier valor no positivo como indicador del final del fichero de entrada.)
Aquí está el código para el analizador léxico:
/* El analizador léxico devuelve un número en coma
flotante (double) en la pila y el token NUM, o el
caracter ASCII leído si no es un número. Ignora
todos los espacios en blanco y tabuladores,
devuelve 0 como EOF. */
#include <ctype.h>
yylex ()
{
int c;
/* ignora los espacios en blanco */
while ((c = getchar ()) == ' ' || c == '\t')
;
/* procesa números */
if (c == '.' || isdigit (c))
{
ungetc (c, stdin);
scanf ("%lf", &yylval);
return NUM;
}
/* devuelve fin-de-fichero */
if (c == EOF)
return 0;
/* devuelve caracteres sencillos */
return c;
}
Para continuar acordes a este ejemplo, la función de control
se mantiene escueta al mínimo. El único requisito es que llame a
yyparse para comenzar el proceso de análisis.
main ()
{
yyparse ();
}
Cundo yyparse detecta un error de sintaxis, realiza una llamada a la
función de informe de errores yyerror para que imprima un mensaje
de error (normalmente pero no siempre un "parse error"). Es cosa
del programador el proveer yyerror (see section Interfaz del Analizador en Lenguaje C), luego aquí está la definición que utilizaremos:
#include <stdio.h>
yyerror (s) /* Llamada por yyparse ante un error */
char *s;
{
printf ("%s\n", s);
}
Después de que yyerror retorne, el analizador de Bison podría
recuperarse del error y continuar analizando si la gramática contiene una
regla de error apropiada (see section Recuperación de Errores). De otra
manera, yyparse devolverá un valor distinto de cero. No hemos
escrito ninguna regla de error en este ejemplo, así que una entrada no
válida provocará que termine el programa de la calculadora. Este no es
el comportamiento adecuado para una calculadora real, pero es adecuado
en el primer ejemplo.
Antes de ejecutar Bison para producir un analizador, necesitamos decidir
cómo ordenar todo en código fuente en uno o más ficheros fuente. Para
un ejemplo tan sencillo, la manera más fácil es poner todo en un archivo.
Las definiciones de yylex, yyerror y main van al final,
en la sección de "código C adicional" del fichero.
(see section El Formato Global de una Gramática de Bison).
Para un proyecto más grande, probablemente tendría varios ficheros fuente, y
utilizaría make para ordenar la recompilación de estos.
Con todo el fuente en un único archivo, utilice el siguiente comando para convertirlo en el fichero del analizador:
bison nombre_archivo.y
En este ejemplo el archivo se llamó `rpcalc.y' (de "Reverse Polish
CALCulator", "Calculadora Polaca Inversa"). Bison produce un archivo
llamado `nombre_archivo.tab.c',
quitando el `.y' del nombre del fichero original. El fichero de salida
de Bison contiene el código fuente para yyparse. Las funciones
adicionales en el fichero de entrada (yylex, yyerror y
main) se copian literalmente a la salida.
Aquí está la forma de compilar y ejecutar el archivo del analizador:
# Lista los archivos en el directorio actual.
% ls
rpcalc.tab.c rpcalc.y
# Compila el analizador de Bison.
# `-lm' le dice al compilador que busque la librería math para pow.
% cc rpcalc.tab.c -lm -o rpcalc
# Lista de nuevo los archivos.
% ls
rpcalc rpcalc.tab.c rpcalc.y
El archivo `rpcalc' contiene ahora el código ejecutable. He aquí
una sesión de ejemplo utilizando rpcalc.
% rpcalc 4 9 + 13 3 7 + 3 4 5 *+- -13 3 7 + 3 4 5 * + - n Note el menos unario, `n' 13 5 6 / 4 n + -3.166666667 3 4 ^ Exponenciación 81 ^D Indicador de Fin-de-fichero %
calcAhora modificaremos rpcalc para que maneje operadores infijos en lugar de postfijos. La notación infija trae consigo el concepto de la precedencia de operadores y la necesidad de paréntesis anidados de profundidad arbitraria. Aquí está el código de Bison para `calc.y', una calculadora infija de escritorio.
/* Calculadora de notación infija--calc */
%{
#define YYSTYPE double
#include <math.h>
%}
/* Declaraciones de BISON */
%token NUM
%left '-' '+'
%left '*' '/'
%left NEG /* negación--menos unario */
%right '^' /* exponenciación */
/* A continuación la gramática */
%%
input: /* cadena vacía */
| input line
;
line: '\n'
| exp '\n' { printf ("\t%.10g\n", $1); }
;
exp: NUM { $$ = $1; }
| exp '+' exp { $$ = $1 + $3; }
| exp '-' exp { $$ = $1 - $3; }
| exp '*' exp { $$ = $1 * $3; }
| exp '/' exp { $$ = $1 / $3; }
| '-' exp %prec NEG { $$ = -$2; }
| exp '^' exp { $$ = pow ($1, $3); }
| '(' exp ')' { $$ = $2; }
;
%%
Las funciones yylex, yyerror y main pueden ser
las mismas de antes.
Hay dos propiedades nuevas importantes presentadas en este código.
En la segunda sección (declaraciones de Bison), %left declara
tipos de tokens y dice que son operadores asociativos por la izquierda.
Las declaraciones %left y %right (asociatividad por la derecha)
toma el lugar de %token que se utiliza para declarar un nombre de
tipo de token sin asociatividad. (Estos tokens son caracteres literales
simples, que de forma ordinaria no tienen que ser declarados. Los
declaramos aquí para especificar la asociatividad.)
La precedencia de operadores se determina por el orden de línea
de las declaraciones; cuanto más alto sea el número de línea
de la declaración (esta esté más baja en la página o en la pantalla),
más alta será la precedencia. Por tanto, la exponenciación
tiene la precedencia más alta, el menos unario (NEG) es el
siguiente, seguido por `*' y `/', y
así sucesivamente. See section Precedencia de Operadores.
La otra propiedad nueva importante es el %prec en la sección de
la gramática para el operador menos unario. El %prec simplemente
le dice a Bison que la regla `| '-' exp' tiene la misma precedencia
que NEG---en este caso la siguiente
a la más alta. See section Precedencia Dependiente del Contexto.
Aquí hay un ejemplo de la ejecución de `calc.y':
% calc 4 + 4.5 - (34/(8*3+-3)) 6.880952381 -56 + 2 -54 3 ^ 2 9
Hasta este punto, este manual no ha tratado el tema de la recuperación
de errores---cómo continuar analizando después de que el analizador detecte
un error de sintaxis. Todo lo que hemos manejado es el informe de errores con
yyerror. Tenga presente que por defecto yyparse retorna
después de llamar a yyerror. Esto quiere decir que una línea de
entrada errónea hace que el programa de la calculadora finalice. Ahora
mostraremos cómo rectificar esta deficiencia.
El lenguaje de Bison por sí mismo incluye la palabra reservada
error, que podría incluirse en las reglas de la gramática. En el
siguiente ejemplo esta se ha añadido a una de las alternativas para line:
line: '\n'
| exp '\n' { printf ("\t%.10g\n", $1); }
| error '\n' { yyerrok; }
;
Esta ampliación a la gramática permite una recuperación de errores simple
en caso de un error de análisis. Si se lee una expresión que no puede
ser evaluada, el error será reconocido por la tercera regla de line, y
el análisis continuará. (La función yyerror aún se sigue llamando para
imprimir su mensaje también.) La acción ejecuta la sentencia
yyerrok, una macro definida automáticamente por Bison; su
significado es que la recuperación de errores ha terminado
(see section Recuperación de Errores). Note la diferencia entre
yyerrok y yyerror; no se trata de ninguna errata.
Esta forma de recuperación de errores trata con errores sintácticos. Existe
otro tipo de errores; por ejemplo, la división entre cero, que conlleva
una señal de excepción que normalmente es fatal. Una calculadora real
debe tratar esta señal y utilizar longjmp para retornar a main
y reanudar el análisis de líneas de entrada; también tendría que descartar
el resto de la línea de entrada actual. No discutiremos esta cuestión
más allá porque no es específica de los programas de Bison.
mfcalc
Ahora que se han explicado los conceptos básicos de Bison, es tiempo
de movernos a problemas más avanzados. Las calculadoras anteriores
ofrecían solamente cinco funciones, `+', `-', `*',
`/' y `^'. Sería bueno tener una calculadora que
dispusiera de otras funciones matemáticas tales como sin,
cos, etc.
Es fácil añadir nuevos operadores a la calculadora infija siempre que
estos sean únicamente caracteres literales simples. El analizador léxico
yylex pasa todos lo caracteres no numéricos como tokens, luego
basta con nuevas reglas gramaticales para añadir un nuevo operador. Pero
lo que queremos es algo más flexible: funciones incorporadas cuya
sintaxis tenga la siguiente forma:
nombre_función (argumento)
Al mismo tiempo, añadiremos memoria a la calculadora, permitiéndole crear variables con nombre, almacenar valores en ellas, y utilizarlas más tarde. Aquí hay una sesión de ejemplo con la calculadora multi-función:
% mfcalc pi = 3.141592653589 3.1415926536 sin(pi) 0.0000000000 alpha = beta1 = 2.3 2.3000000000 alpha 2.3000000000 ln(alpha) 0.8329091229 exp(ln(beta1)) 2.3000000000 %
Note que están permitidas las asignaciones múltiples y las funciones anidadas.
mfcalcAquí están las declaraciones de C y Bison para la calculadora multi-función.
%{
#include <math.h> /* Para funciones matemáticas, cos(), sin(), etc. */
#include "calc.h" /* Contiene definición de `symrec' */
%}
%union {
double val; /* Para devolver números */
symrec *tptr; /* Para devolver punteros a la tabla de símbolos */
}
%token <val> NUM /* Número simple en doble precisión */
%token <tptr> VAR FNCT /* Variable y Función */
%type <val> exp
%right '='
%left '-' '+'
%left '*' '/'
%left NEG /* Negación--menos unario */
%right '^' /* Exponenciación */
/* A continuación la gramática */
%%
La gramática anterior introduce únicamente dos nuevas propiedades del lenguaje de Bison. Estas propiedades permiten que los valores semánticos tengan varios tipos de datos. (see section Más de Un Tipo de Valor).
La declaración %union especifica la lista completa de tipos posibles;
esta se encuentra en lugar de la definición de YYSTYPE. Los tipos
permisibles son ahora double (para exp y NUM) y
puntero a entrada en la tabla de símbolos. See section La Colección de Tipos de Valores.
Ya que ahora los valores pueden tener varios tipos, es necesario asociar
un tipo con cada símbolo gramatical cuyo valor semántico se utilice. Estos
símbolos son NUM, VAR, FNCT, y exp. Sus
declaraciones aumentan con la información a cerca de su tipo de dato
(que se encuentra entre ángulos).
La construcción de Bison %type se utiliza para la declaración de
símbolos no terminales, al igual que %token se utiliza para
declarar tipos de tokens. No hemos usado %type anteriormente
porque los símbolos no terminales se declaran implícitamente por las
reglas que los definen. Pero exp debe ser declarado
explícitamente para poder especificar el tipo de su valor. See section Símbolos No Terminales.
mfcalc
Aquí están las reglas gramaticales para la calculadora multi-función.
La mayoría de ellas han sido copiadas directamente de calc; tres
reglas, aquellas que mencionan a VAR o FNCT, son nuevas.
input: /* vacío */
| input line
;
line:
'\n'
| exp '\n' { printf ("\t%.10g\n", $1); }
| error '\n' { yyerrok; }
;
exp: NUM { $$ = $1; }
| VAR { $$ = $1->value.var; }
| VAR '=' exp { $$ = $3; $1->value.var = $3; }
| FNCT '(' exp ')' { $$ = (*($1->value.fnctptr))($3); }
| exp '+' exp { $$ = $1 + $3; }
| exp '-' exp { $$ = $1 - $3; }
| exp '*' exp { $$ = $1 * $3; }
| exp '/' exp { $$ = $1 / $3; }
| '-' exp %prec NEG { $$ = -$2; }
| exp '^' exp { $$ = pow ($1, $3); }
| '(' exp ')' { $$ = $2; }
;
/* Fin de la gramática */
%%
mfcalcLa calculadora multi-función requiere una tabla de símbolos para seguir la pista de los nombres y significado de las variables y funciones. Esto no afecta a las reglas gramaticales (excepto para las acciones) o las declaraciones de Bison, pero requiere algunas funciones de apoyo adicionales en C.
La tabla de símbolos de por sí contiene un lista enlazada de registros. Su definición, que está contenida en la cabecera `calc.h', es la siguiente. Esta provee que, ya sean funciones o variables, sean colocadas en la tabla.
/* Tipo de datos para enlaces en la cadena de símbolos. */
struct symrec
{
char *name; /* nombre del símbolo */
int type; /* tipo del símbolo: bien VAR o FNCT */
union {
double var; /* valor de una VAR */
double (*fnctptr)(); /* valor de una FNCT */
} value;
struct symrec *next; /* campo de enlace */
};
typedef struct symrec symrec;
/* La tabla de símbolos: una cadena de `struct symrec'. */
extern symrec *sym_table;
symrec *putsym ();
symrec *getsym ();
La nueva versión de main incluye una llamada a init_table, una
función que inicializa la tabla de símbolos. Aquí está esta, y también
init_table:
#include <stdio.h>
main ()
{
init_table ();
yyparse ();
}
yyerror (s) /* Llamada por yyparse ante un error */
char *s;
{
printf ("%s\n", s);
}
struct init
{
char *fname;
double (*fnct)();
};
struct init arith_fncts[]
= {
"sin", sin,
"cos", cos,
"atan", atan,
"ln", log,
"exp", exp,
"sqrt", sqrt,
0, 0
};
/* La tabla de símbolos: una cadena de `struct symrec'. */
symrec *sym_table = (symrec *)0;
init_table () /* pone las funciones aritméticas en una tabla. */
{
int i;
symrec *ptr;
for (i = 0; arith_fncts[i].fname != 0; i++)
{
ptr = putsym (arith_fncts[i].fname, FNCT);
ptr->value.fnctptr = arith_fncts[i].fnct;
}
}
Mediante la simple edición de la lista de inicialización y añadiendo los archivos de inclusión necesarios, puede añadir funciones adicionales a la calculadora.
Dos funciones importantes permiten la localización e inserción de símbolos
en la tabla de símbolos. A la función putsym se le pasa un nombre y
el tipo (VAR o FNCT) del objeto a insertar. El objeto se enlaza
por la cabeza de la lista, y devuelve un puntero al objeto. A la función
getsym se le pasa el nombre del símbolo a localizar. Si se encuentra,
se devuelve un punteo a ese símbolo; en caso contrario se devuelve un cero.
symrec *
putsym (sym_name,sym_type)
char *sym_name;
int sym_type;
{
ptr = (symrec *) malloc (sizeof (symrec));
ptr->name = (char *) malloc (strlen (sym_name) + 1);
strcpy (ptr->name,sym_name);
ptr->type = sym_type;
ptr->value.var = 0; /* pone valor a 0 incluso si es fctn. */
ptr->next = (struct symrec *)sym_table;
sym_table = ptr;
return ptr;
}
symrec *
getsym (sym_name)
char *sym_name;
{
symrec *ptr;
for (ptr = sym_table; ptr != (symrec *) 0;
ptr = (symrec *)ptr->next)
if (strcmp (ptr->name,sym_name) == 0)
return ptr;
return 0;
}
La función yylex debe reconocer ahora variables, valores numéricos, y
los operadores aritméticos de caracter simple. Las cadenas de caracteres
alfanuméricas que no comiencen con un dígito son reconocidas como
variables o funciones dependiendo de lo que la tabla de símbolos diga
de ellas.
La cadena de caracteres se le pasa a getsym para que la localice en la
tabla de símbolos. Si el nombre aparece en la tabla, se devuelve a
yyparse un puntero a su localización y su tipo (VAR o
FNCT). Si no está ya en la tabla, entonces se inserta como
VAR utilizando putsym. De nuevo, se devuelve a
yyparse un puntero y su tipo (que debería ser VAR).
No se necesita ningún cambio en yylex para manejar los valores
numéricos y los operadores aritméticos.
#include <ctype.h>
yylex ()
{
int c;
/* Ignora espacios en blanco, obtiene el primer caracter */
while ((c = getchar ()) == ' ' || c == '\t');
if (c == EOF)
return 0;
/* Comienza un número => analiza el número. */
if (c == '.' || isdigit (c))
{
ungetc (c, stdin);
scanf ("%lf", &yylval.val);
return NUM;
}
/* Comienza un identificador => lee el nombre. */
if (isalpha (c))
{
symrec *s;
static char *symbuf = 0;
static int length = 0;
int i;
/* Inicialmente hace el buffer lo suficientemente
largo para un nombre de símbolo de 40 caracteres. */
if (length == 0)
length = 40, symbuf = (char *)malloc (length + 1);
i = 0;
do
{
/* Si el buffer esta lleno, hacerlo mayor. */
if (i == length)
{
length *= 2;
symbuf = (char *)realloc (symbuf, length + 1);
}
/* Añadir este caracter al buffer. */
symbuf[i++] = c;
/* Obtiene otro caracter. */
c = getchar ();
}
while (c != EOF && isalnum (c));
ungetc (c, stdin);
symbuf[i] = '\0';
s = getsym (symbuf);
if (s == 0)
s = putsym (symbuf, VAR);
yylval.tptr = s;
return s->type;
}
/* Cualquier otro caracter es un token por sí mismo. */
return c;
}
Este programa es por ambos lados potente y flexible. Usted podría fácilmente
añadir nuevas funciones, y es un trabajo sencillo modificar este código para
introducir también variables predefinidas tales como pi o e.
init_table para añadir estas constantes a la tabla
de símbolos. Será mucha más fácil darle a las constantes el
tipo VAR.
Bison toma como entrada la especificación de una gramática independiente del contexto y produce una función en lenguaje C que reconoce las instancias correctas de la gramática.
El archivo de entrada de la gramática de Bison tiene un nombre que finaliza por convención en `.y'.
Un archivo de gramática de Bison tiene cuatro secciones principales, mostradas aquí con los delimitadores apropiados:
%{
Declaraciones en C
%}
Declaraciones en Bison
%%
Reglas Gramaticales
%%
Código C adicional
Los comentarios encerrados entre `/* ... */' pueden aparecer en cualquiera de las secciones.
La sección de declaraciones en C contiene definiciones de macros
y declaraciones de funciones y variables que se utilizan en las acciones en
las reglas de la gramática. Estas se copian al principio del archivo del
analizador de manera que precedan la definición de yyparse. Puede
utlilizar `#include' para obtener las declaraciones de un archivo de
cabecera. Si no necesita ninguna declaración en C, puede omitir los
delimitadores `%{' y `%}' que delimitan esta sección.
La sección de declaraciones de Bison contiene declaraciones que definen símbolos terminales y no terminales, especifica la precedencia, etc. En algunas gramáticas simples puede que no necesite ninguna de las declaraciones. See section Declaraciones de Bison.
La sección de las reglas gramaticales contiene una o más reglas gramaticales, y nada más. See section Sintaxis de las Reglas Gramaticales.
Debe haber siempre al menos una regla gramatical, y el primer `%%' (que precede a las reglas gramaticales) no puede ser omitido nunca incluso si es la primera cosa en el fichero.
La sección de código C adicional se copia al pie de la letra a la
salida del fichero del analizador, al igual que la sección de
declaraciones en C que se copia al principio. Este es el
lugar más conveniente para poner cualquier cosa que quiera
tener en el archivo del analizador pero que no deba venir antes
que la definición de yyparse. Por ejemplo, las definiciones
de yylex e yyerror
a menudo van ahí. See section Interfaz del Analizador en Lenguaje C.
Si la última sección está vacía, puede omitir el `%%' que los separa de las reglas gramaticales.
El analizador de Bison en sí contiene muchas variables estáticas cuyos nombres comienzan con `yy' y muchas macros cuyos nombres comienzan con `YY'. Es una buena idea evitar el uso de cualquiera de estos nombres (excepto aquellos documentados en este menual) en la sección de código C adicional del archivo de la gramática.
Los símbolos en las gramáticas de Bison representan las clasificaciones gramaticales del lenguaje.
Un símbolo terminal (también conocido como un tipo de token)
representa una clase de tokens equivalentes sintácticamente. Usted utiliza
el símbolo en las reglas de la gramática para indicar que está permitido
un token en esa clase. El símbolo se representa
en el analizador de Bison por un código numérico, y la función
yylex devuelve un código de tipo de token para indicar qué
tipo de token se ha leído. Usted no necesita conocer cual es el valor
del código; puede utilizar el símbolo para representarlo.
Un símbolo no terminal representa una clase de agrupaciones sintácticamente equivalentes. El nombre del símbolo se utiliza para escribir las reglas gramaticales. Por convención, todos deberían escribirse en minúsculas.
Los nombres de los símbolos pueden contener letras, dígitos (no al principio), subrayados y puntos. Los puntos tienen sentido únicamente en no-terminales.
Hay tres maneras de escribir símbolos terminales en la gramática:
%token. See section Nombres de Tipo de Token.
'+' es un tipo de token
de caracter. Un tipo de token de caracter no necesita ser declarado
a menos que necesite especificar el tipo de datos de su valor
semántico (see section Tipos de Datos para Valores Semánticos),
asociatividad, o precedencia (see section Precedencia de Operadores).
Por convención, un tipo de token de caracter se utiliza únicamente
para representar un token que consista de ese caracter en particular.
De este modo, el tipo de token '+' se utiliza para representar el
caracter `+' como un token. No hay nada que obligue a seguir esta
convención, pero si no lo hace, su programa será confuso para otros
lectores.
Todas las secuencias usuales de escape que se utilizan en caracteres literales
en C pueden ser utilizadas igualmente en Bison, pero
no debe usar el caracter nulo como un caracter literal porque
su codigo ASCII, el cero, es el código que yylex devuelve
para el final de la entrada (see section Convención de Llamada para yylex).
"<=" es un token de cadena
literal. Un token de cadena literal no necesita ser declarado a menos
que desee especificar el tipo de dato de su valor semántico
(see section Tipos de Datos para Valores Semánticos), asociatividad, precedencia (see section Precedencia de Operadores).
Puede asociar el token de cadena literal con un nombre simbólico como
un alias, utilizando la declaración %token (see section Nombres de Tipo de Token).
Si no lo hace, el analizador léxico debe recuperar el número del token
para el token de cadena literal desde la tabla
yytname (see section Convención de Llamada para yylex).
ADVERTENCIA: los tokens de cadena literal no funcionan en YACC.
Por convención, un token de cadena literal se utiliza únicamente para
representar un token que consiste en esa cadena en particular. Así,
debería utilizar el tipo de token "<=" para representar la
cadena `<=' como un token. Bison no impone esta convención, pero
si se aparta de ella, la gente que lea su programa se verá confusa.
Todas las secuencias de escape utilizadas en las cadenas de literales de
C pueden usarse igualmente en Bison. Un token de cadena literal debe contener
dos o más caracteres; para un token que contenga un solo caracter, utilice
un token de caracter (ver lo anterior).
El cómo se escoge la manera de escribir un símbolo no tiene efecto en su significado gramatical. Esto depende únicamente de dónde aparece en las reglas y cuándo la función de análisis sintáctico devuelve ese símbolo.
El valor devuelto por yylex es siempre uno de los símbolos
terminlaes (ó 0 para el fin de la entrada). Sea cual sea la manera en
la que escriba
el tipo de token en las reglas gramaticales, escríbala de la misma
manera en la definición de yylex. El código numérico para
un tipo de token de caracter es simplemente el codigo ASCII para el
caracter, así que yylex puede utilizar la constante idéntica
del caracter para generar el código requerido. Cada tipo de token
denominado se convierte en una macro en C en el fichero del analizador,
de manera que yylex puede utilizar el nombre para hacer referencia
al código. (Esta es la razón por la que los puntos no tienen sentido
en los símbolos terminales.)
See section Convención de Llamada para yylex.
Si se define yylex en un archivo aparte, debe prepararlo para que
las definiciones de las macros de los tipos de tokens estén disponibles allí.
Utilice la opción `-d' cuando ejecute Bison, de esta forma se escribirán
estas definiciones de las macros en un archivo de cabecera por separado
`nombre.tab.h' que puede incluir en los otros archivos fuente
que lo necesite. See section Invocando a Bison.
El símbolo error es un símbolo terminal reservado para la
recuperación de errores (see section Recuperación de Errores); no debería
utilizarlo para cualquier otro propósito. En particular, yylex
nunca debería devolver este valor.
Una regla gramatical de Bison tiene la siguiente forma general:
resultado: componentes...
;
donde resultado es el símbolo no terminal que describe esta regla y componentes son los diversos símbolos terminales y no terminales que están reunidos por esta regla (see section Símbolos, Terminales y No Terminales).
Por ejemplo,
exp: exp '+' exp
;
dice que dos agrupaciones de tipo exp, con un token `+' en medio,
puede combinarse en una agrupación mayor de tipo exp.
Los espacios en blanco en las reglas son significativos únicamente para separar símbolos. Puede añadir tantos espacios en blanco extra como desee.
Distrubuídos en medio de los componentes pueden haber acciones que determinan la semántica de la regla. Una acción tiene el siguiente aspecto:
{sentencias en C}
Normalmente hay una única acción que sigue a los componentes. See section Acciones.
Se pueden escribir por separado varias reglas para el mismo resultado o pueden unirse con el caracter de barra vertical `|' así:
resultado: compoenentes-regla1...
| componentes-regla2...
...
;
Estas aún se consideran reglas distintas incluso cuando se unen de esa manera.
Si los componentes en una regla están vacíos, significa que
resultado puede concordar con la cadena vacía. Por ejemplo, aquí
aparece cómo definir una secuencia separada por comas de cero o más
agrupaciones exp:
expseq: /* vacío */
| expseq1
;
expseq1: exp
| expseq1 ',' exp
;
Es habitual escribir el comentario `/* vacío */' en cada regla sin componentes.
Una regla se dice recursiva cuando su no-terminal resultado aparezca también en su lado derecho. Casi todas las gramáticas de Bison hacen uso de la recursión, ya que es la única manera de definir una secuencia de cualquier número de cosas. Considere esta definición recursiva de una secuencia de una o más expresiones:
expseq1: exp
| expseq1 ',' exp
;
Puesto que en el uso recursivo de expseq1 este es el símbolo
situado más a la izquierda del lado derecho, llamaremos a esto
recursión por la izquierda. Por contraste, aquí se define la
misma construcción utilizando recusión por la derecha:
expseq1: exp
| exp ',' expseq1
;
Cualquier tipo de secuencia se puede definir utilizando ya sea la recursión por la izquierda o recursión por la derecha, pero debería utilizar siempre recursión por la izquierda, porque puede analizar una secuencia de elementos sin ocupar espacio de pila. La recursión por la derecha utiliza espacio en la pila de Bison en proporción al número de elementos en la secuencia, porque todos los elementos deben ser desplazados en la pila antes de que la regla pueda aplicarse incluso una única vez. See section El Algoritmo del Analizador de Bison, para una explicación adicional a cerca de esto.
La recursión indirecta o mutua sucede cuando el resultado de la regla no aparece directamente en su lado derecho, pero aparece en las reglas de otros no terminales que aparecen en su lado derecho.
Por ejemplo:
expr: primario
| primario '+' primario
;
primario: constante
| '(' expr ')'
;
define dos no-terminales recursivos mutuamente, ya que cada uno hace referencia al otro.
Las reglas gramaticales para un lenguaje determinan únicamente la sintaxis. La semántica viene determinada por los valores semánticos asociados con varios tokens y agrupaciones, y por las acciones tomadas cuando varias agrupaciones son reconocidas.
Por ejemplo, la calculadora calcula bien porque el valor asociado con cada expresión es el número apropiado; ésta suma correctamente porque la acción para la agrupación `x + y' es sumar los números asociados con x e y.
En un programa sencillo podría ser suficiente con utilizar el mismo tipo de datos para los valores semánticos de todas las construcciones del lenguaje. Esto fue cierto en los ejemplos de calculadora RPN e infija (see section Calculadora de Notación Polaca Inversa).
Por defecto Bison utiliza el tipo int para todos los valores
semánticos. Para especificar algún otro tipo, defina YYSTYPE
como una macro, de esta manera:
#define YYSTYPE double
Esta definición de la macro debe ir en la sección de declaraciones en C del fichero de la gramática (see section Resumen de una Gramática de Bison).
En la mayoría de los programas, necesitará diferentes tipos de datos
para diferentes clases de tokens y agrupaciones. Por ejemplo, una
constante numérica podría necesitar el tipo
int o long, mientras que una cadena constante necesita
el tipo char *, y un identificador podría necesitar un puntero
a la tabla de símbolos.
Para utilizar más de un tipo de datos para los valores semánticos en un analizador, Bison le pide dos cosas:
%union (see section La Colección de Tipos de Valores).
%token
(see section Nombres de Tipo de Token) y para las agrupaciones con la
declaración de Bison %type (see section Símbolos No Terminales).
Una acción acompaña a una regla sintáctica y contiene código C a ser ejecutado cada vez que se reconoce una instancia de esa regla. La tarea de la mayoría de las acciones es computar el valor semántico para la agrupación construida por la regla a partir de los valores semánticos asociados a los tokens o agrupaciones más pequeñas.
Una acción consiste en sentencias de C rodeadas por llaves, muy parecido a las sentencias compuestas en C. Se pueden situar en cualquier posición dentro de la regla; esta se ejecuta en esa posición. La mayoría de las reglas tienen sólo una acción al final de la regla, a continuación de todos los componentes. Las acciones en medio de una regla son difíciles y se utilizan únicamente para propósitos especiales (see section Acciones a Media Regla).
El código C en una acción puede hacer referencia a los valores
semánticos de los componentes reconocidos por la regla con la construcción
$n, que hace referencia al valor de la componente n-ésima.
El valor semántico para la agrupación que se está construyendo es $$.
(Bison traduce ambas construcciones en referencias a elementos de un array
cuando copia las acciones en el fichero del analizador.)
Aquí hay un ejemplo típico:
exp: ...
| exp '+' exp
{ $$ = $1 + $3; }
Esta regla contruye una exp de dos agrupaciones exp más
pequeñas conectadas por un token de signo más. En la acción, $1
y $3 hacen referencia a los valores semánticos de las dos
agrupaciones exp componentes, que son el primer y
tercer símbolo en el lado derecho de la regla. La suma se almacena
en $$ de manera que se convierte en el valor semántico de
la expresión de adición reconocida por la regla. Si hubiese un
valor semántico útil asociado con el token `+', debería
hacerse referencia con $2.
Si no especifica una acción para una regla, Bison suministra una por defecto:
$$ = $1. De este modo, el valor del primer símbolo en la regla
se convierte en el valor de la regla entera. Por supuesto, la regla por
defecto solo es válida si concuerdan los dos tipos de datos. No hay una regla
por defecto con significado para la regla vacía; toda regla vacía
debe tener una acción explícita a menos que el valor de la regla
no importe.
$n con n cero o negativo se admite para hacer referencia
a tokens o agrupaciones sobre la pila antes de aquellas que empareja la
regla actual. Esta es una práctica muy arriesgada, y para utilizarla de
forma fiable debe estar seguro del contexto en el que se aplica la
regla. Aquí hay un donde puede utilizar esto de forma fiable:
foo: expr bar '+' expr { ... }
| expr bar '-' expr { ... }
;
bar: /* vacío */
{ previous_expr = $0; }
;
Siempre que bar se utilice solamente de la manera mostrada aquí,
$0 siempre hace referencia a la exp que precede a bar en
la definición de foo.
Si ha elegido un tipo de datos único para los valores semánticos, las
construcciones $$ y $n siempre tienen ese tipo de datos.
Si ha utilizado %union para especificar una variedad de tipos de datos,
entonces debe declarar la elección de entre esos tipos para cada símbolo
terminal y no terminal que puede tener un valor semántico. Entonces
cada vez que utilice $$ o $n, su tipo de datos
se determina por el símbolo al que hace referencia en la regla. En este
ejemplo,
exp: ...
| exp '+' exp
{ $$ = $1 + $3; }
$1 y $3 hacen referencia a instancias de exp, de manera
que todos ellos tienen el tipo de datos declarado para el símbolo no terminal
exp. Si se utilizase $2, tendría el tipo de datos declarado para
el símbolo terminal '+', cualquiera que pudiese ser.
De forma alternativa, puede especificar el tipo de datos cuando se hace referencia al valor, insertando `<tipo>' después del `$' al comienzo de la referencia. Por ejemplo, si ha definido los tipos como se muestra aquí:
%union {
int tipoi;
double tipod;
}
entonces puede escribir $<tipoi>1 para hacer referencia a la
primera subunidad de la regla como un entero, o $<tipod>1 para
referirse a este como un double.
Ocasionalmente es de utilidad poner una acción en medio de una regla. Estas acciones se escriben como las acciones al final de la regla, pero se ejecutan antes de que el analizador llegue a reconocer los componentes que siguen.
Una acción en mitad de una regla puede hacer referencia a los
componentes que la preceden utilizando $n, pero
no puede hacer referencia a los componentes subsecuentes porque
esta se ejecuta antes de que sean analizados.
Las acciones en mitad de una regla por sí mismas cuentan como uno de los
componentes de la regla. Esto produce una diferencia cuando hay otra
acción más tarde en la misma regla (y normalmente hay otra al final): debe
contar las acciones junto con los símbolos cuando quiera saber qué número
n debe utilizar en $n.
La acción en la mitad de una regla puede también tener un valor semántico.
La acción puede establecer su valor con una asignación a $$, y
las acciones posteriores en la regla pueden hacer referencia al valor
utilizando $n. Ya que no hay un símbolo que identifique la
acción, no hay manera de declarar por adelantado un tipo de datos para
el valor, luego debe utilizar la construcción `$<...>' para
especificar un tipo de datos cada vez que haga referencia a este valor.
No hay forma de establecer el valor de toda la regla con una
acción en medio de la regla, porque las asignaciones a $$ no
tienen ese efecto. La única forma de establecer el valor para toda
la regla es con una acción corriente al final de la regla.
Aquí hay un ejemplo tomado de un compilador hipotético, manejando
una sentencia let de la forma `let (variable)
sentencia' y sirve para crear una variable denominada
variable temporalmente durante la duración de la
sentencia. Para analizar esta construcción, debemos poner
variable dentro de la tabla de símbolos mientras se analiza
sentencia, entonces se quita después. Aquí está cómo se hace:
stmt: LET '(' var ')'
{ $<contexto>$ = push_contexto ();
declara_variable ($3); }
stmt { $$ = $6;
pop_contexto ($<contexto>5); }
Tan pronto como `let (variable)' se haya reconocido, se
ejecuta la primera acción. Esta guarda una copia del contexto
semántico actual (la lista de variables accesibles) como su
valor semántico, utilizando la alternativa contexto de
la union de tipos de datos. Entonces llama a declara_variable
para añadir una nueva variable a la lista. Una vez que finalice
la primera acción, la sentencia inmersa en stmt puede ser
analizada. Note que la acción en mitad de la regla es la componente
número 5, así que `stmt' es la componente número 6.
Después de que la sentencia inmersa se analice, su valor semántico
se convierte en el valor de toda la sentencia let. Entonces el
valor semántico de la acción del principio se utiliza para recuperar
la lista anterior de variables. Esto hace quitar la variable temporal
del let de la lista de manera que esta no parecerá que exista
mientras el resto del programa se analiza.
Tomar una acción antes de que la regla sea reconocida completamente a veces induce a conflictos ya que el analizador debe llegar a un análisis para poder ejecutar la acción. Por ejemplo, las dos reglas siguientes, sin acciones en medio de ellas, pueden coexistir en un analizador funcional porque el analizador puede desplazar el token de llave-abrir y ver qué sigue antes de decidir si hay o no una declaración:
compuesta: '{' declaracion sentencias '}'
| '{' sentencias '}'
;
Pero cuando añadimos una acción en medio de una regla como a continuación, la regla se vuelve no funcional:
compuesta: { prepararse_para_variables_locales (); }
'{' declaraciones sentencias '}'
| '{' sentencias '}'
;
Ahora el analizador se ve forzado a decidir si ejecuta la acción en medio de la regla cuando no ha leído más alla de la llave-abrir. En otras palabras, debe decidir si utilia una regla u otra, sin información suficiente para hacerlo correctamente. (El token llave-abrir es lo que se llama el token de preanálisis en este momento, ya que el analizador está decidiendo aún qué hacer con él. See section Tokens de Preanálisis.)
Podría pensar que puede corregir el problema poniendo acciones idénticas en las dos reglas, así:
compuesta: { prepararse_para_variables_locales (); }
'{' declaraciones sentencias '}'
| { prepararse_para_variables_locales (); }
'{' sentencias '}'
;
Pero esto no ayuda, porque Bison no se da cuenta de que las dos acciones son idénticas. (Bison nunca intenta comprender el código C de una acción.)
Si la gramática es tal que una declaración puede ser distinguida de una sentencia por el primer token (lo que es cierto en C), entonces una solución que funciona es poner la acción después de la llave-abrir, así:
compuesta: '{' { prepararse_para_variables_locales (); }
declaraciones sentencias '}'
| '{' sentencias '}'
;
Ahora el primer token de la siguiente declaración o sentencia, que en cualquier caso diría a Bison la regla a utilizar, puede hacerlo aún.
Otra solución es introducir la acción dentro de un símbolo no terminal que sirva como una subrutina:
subrutina: /* vacío */
{ prepararse_para_variables_locales (); }
;
compuesta: subrutina
'{' declaraciones sentencias '}'
| subrutina
'{' sentencias '}'
;
Ahora Bison puede ejecutar la acción en la regla para subrutina sin
decidir qué regla utilzará finalmente para compuesta. Note que la
acción está ahora al final de su regla. Cualquier acción en medio de
una regla puede convertirse en una acción al final de la regla de
esta manera, y esto es lo que Bison realmente hace para implementar
acciones en mitad de una regla.
La sección de declaraciones de Bison de una gramática de Bison define los símbolos utilizados en la formulación de la gramática y los tipos de datos de los valores semánticos. See section Símbolos, Terminales y No Terminales.
Todos los nombres de tipos de tokens (pero no los tokens de caracter literal
simple tal como '+' y '*') se deben declarar. Los símbolos
no terminales deben ser declarados si necesita especificar el tipo de dato
a utilizar para los valores
semánticos (see section Más de Un Tipo de Valor).
La primera regla en el fichero también especifica el símbolo de arranque, por defecto. Si desea que otro símbolo sea el símbolo de arranque, lo debe declarar explícitamente (see section Lenguajes y Gramáticas independientes del Contexto).
La forma básica de declarar un nombre de tipo de token (símbolo terminal) es como sigue:
%token nombre
Bison convertirá esto es una directiva #define en
el analizador, así que la función yylex (si está en
este fichero) puede utilizar el nombre nombre para representar
el código de este tipo de token.
De forma alternativa, puede utilizar %left, %right, o
%nonassoc en lugar de %token, si desea especificar
la precedencia. See section Precedencia de Operadores.
Puede especificar explícitamente el código numérico para un token añadiendo un valor entero en el campo que sigue inmediatamente al nombre del token:
%token NUM 300
Es generalmente lo mejor, sin embargo, permitir a Bison elegir los códigos numéricos para todos los tipos de tokens. Bison automáticamente seleccionará los códigos que no provoquen conflictos unos con otros o con caracteres ASCII.
En el caso de que el tipo de la pila sea una union, debe aumentar
%token u otra declaración de tokens para incluir la
opción de tipo de datos delimitado por
ángulos (see section Más de Un Tipo de Valor).
Por ejemplo:
%union { /* define el tipo de la pila */
double val;
symrec *tptr;
}
%token <val> NUM /* define el token NUM y su tipo */
Puede asociar un token de cadena literal con un nombre
de tipo de token escribiendo la cadena literal al final de la
declaración %type que declare el nombre. Por ejemplo:
%token arrow "=>"
Por ejemplo, una gramática para el lenguaje C podría especificar estos nombres con los tokens de cadena literal equivalente:
%token <operator> OR "||" %token <operator> LE 134 "<=" %left OR "<="
Una vez que iguale la cadena literal y el nombre del token, puede
utilizarlo indistintamente en ulteriores declaraciones en reglas
gramaticales. La función yylex puede utilizar el nombre del
token o la cadena literal para obtener el número de código del
tipo de token (see section Convención de Llamada para yylex).
Use las declaraciones %left, %right o %nonassoc
para declarar un token y especificar su precedencia y asociatividad,
todo a la vez. Estas se llaman declaraciones de precedencia.
See section Precedencia de Operadores, para información general
a cerca de la precedencia de operadores.
La sintaxis de una declaración de precedencia es la misma que
la de %token: bien
%left símbolos...
o
%left <tipo> símbolos...
Y realmente cualquiera de estas declaraciones sirve para los mismos
propósitos que %token. Pero además, estos especifican la
asociatividad y precedencia relativa para todos los símbolos:
%left especifica
asociatividad por la izquierda (agrupando x con y primero) y
%right especifica asociatividad por la derecha (agrupando
y con z primero). %nonassoc especifica no asociatividad,
que significa que `x op y op z' se
considera como un error de sintaxis.
La declaración %union especifica la colección completa de posibles
tipos de datos para los valores semánticos. La palabra clave %union
viene seguida de un par de llaves conteniendo lo mismo que va dentro de una
union en C.
Por ejemplo:
%union {
double val;
symrec *tptr;
}
Esto dice que los dos tipos de alternativas son double y
symrec *. Se les ha dado los nombres val y tptr;
estos nombres se utilizan en las declaraciones de %token y
%type para tomar uno de estos tipos para un símbolo terminal o no
terminal (see section Símbolos No Terminales).
Note que, a diferencia de hacer una declaración de una union en C,
no se escribe un punto y coma después de la llave que cierra.
Cuando utilice %union para especificar varios tipos de valores, debe
declarar el tipo de valor de cada símbolo no terminal para los valores
que se utilicen. Esto se hace con una declaración %type, como esta:
%type <tipo> noterminal...
Aquí noterminal es el nombre de un símbolo no terminal, y tipo
es el nombre dado en la %union a la alternativa que desee
(see section La Colección de Tipos de Valores). Puede dar
cualquier número de símbolos no terminales en la misma declaración
%type, si tienen el mismo tipo de valor. Utilice espacios para
separar los nombres de los símbolos.
Puede también declarar el tipo de valor de un símbolo terminal. Para
hacer esto, utilice la misma construcción <tipo> en una
declaración para el símbolo terminal. Todos las clases de declaraciones
de tipos permiten <tipo>.
Bison normalmente avisa si hay algún conflicto en la gramática
(see section Conflictos de Desplazamiento/Reducción),
pero la mayoría de las gramáticas reales tienen confictos
desplazamiento/reducción inofensivos que se resuelven de una manera
predecible y serían muy difíciles de eliminar. Es deseable suprimir los
avisos a cerca de estos conflictos a menos que el número de conflictos
cambie. Puede hacer esto con la declaración %expect.
La declaración tiene este aspecto:
%expect n
Aquí n es un entero decimal. La declaración dice que no deben haber avisos si hay n conflictos de desplazamiento/reducción y ningún conflicto reducción/reducción. Los avisos usuales se dan si hay más o menos conflictos, o si hay algún conflicto reducción/reducción.
En general, el uso de %expect implica estos pasos:
%expect. Utilice la opción `-v'
para obtener una lista amplia de dónde ocurrieron los conflictos. Bison
también imprimirá el número de conflictos.
%expect, copiando el número n a
partir del número que imprime Bison.
Ahora Bison dejará de molestarle con los conflictos que ha comprobado, pero le avisará de nuevo si cambia el resultado de la gramática con conflictos adicionales.
Bison asume por defecto que el símbolo de arranque para la gramática es
el primer no terminal que se encuentra en la sección de especificación de
la gramática. El programador podría anular esta restricción con
la declaración %start así:
%start símbolo
Un programa reentrante es aquel que no cambia en el curso de la ejecución; en otras palabras, consiste enteramente de código puro (de sólo lectura). La reentrancia es importante siempre que la ejecución asíncrona sea posible; por ejemplo, un programa no reentrante podría no ser seguro al ser llamado desde un gestor de señales. En sistemas con múltiples hilos de control, un programa no reentrante debe ser llamado únicamente dentro de interbloqueos.
Normalmente, Bison genera un analizador que no es reentrante. Esto es
apropiado para la mayoria de los casos, y permite la compatibilidad
con YACC. (Los interfaces estandares de YACC son inherentemente no
reentrantes, porque utilizan variables asignadas estáticamente para la
comunicación con yylex, incluyendo yylval y
yylloc.)
Por otra parte, puede generar un analizador puro, reentrante. La
declaración de Bison %pure_parser dice que desea que el
analizador sea reentrante. Esta aparece así:
%pure_parser
El resultado es que las variables de comunicación yylval y
yylloc se convierten en variables locales en yyparse, y se
utiliza una convención de llamada diferente para la función del
analizador léxico yylex. See section Convenciones de Llamada para Analizadores Puros, para los detalles a cerca de esto. La
variable yynerrs también se convierte en local en yyparse
(see section La Función de Informe de Errores yyerror).
La convención para llamar a yyparse no cambia.
Que el analizador sea o no puro no depende de las reglas gramaticales. Puede generar indistintamente un analizador puro o un analizador no reentrante a partir de cualquier gramática válida.
Aquí hay un sumario de todas las declaraciones de Bison:
%union
%token
%right
%left
%nonassoc
%type
%start
%expect
%pure_parser
%no_lines
#line del proprocesador en el
fichero del analizador. Normalmente Bison escribe estos comandos
en el archivo del analizador de manera que el compilador de C y
los depuradores asociarán los errores y el código objeto con
su archivo fuente (el archivo de la gramática). Esta directiva
provoca que asocien los errores con el archivo del analizador, tratándolo
como un archivo fuente independiente por derecho propio.
%raw
%token_table
yytname; yytname[i] es el nombre
del token cuyo número de código de token interno de Bison es i. Los
primeros tres elementos de yytname son siempre "$",
"error", e "$illegal"; después de estos vienen los símbolos
definidos en el archivo de la gramática.
Para tokens de caracter literal y tokens de cadena literal, el
nombre en la tabla incluye los caracteres entre comillas simples o dobles:
por ejemplo, "'+'" es un literal de caracter simple y "\"<=\""
es un token de cadena literal. Todos los caracteres del token de cadena
literal aparecen textualmente en la cadena encontrada en la tabla; incluso
los caracteres de comillas-dobles no son traducidos. Por ejemplo, si el token
consiste de tres caracteres `*"*', su cadena en yytname
contiene `"*"*"'. (En C, eso se escribiría como "\"*\"*\"").
Cuando especifique %token_table, Bison también generará definiciones
para las macros YYNTOKENS, YYNNTS, y YYNRULES y
YYNSTATES;
YYNTOKENS
YYNNTS
YYNRULES
YYNSTATES
La mayoría de los programa que usan Bison analizan sólo un lenguaje
y por lo tanto contienen sólo un analizador de Bison. Pero , ¿qué pasa
si desea analizar más de un lenguaje con el mismo programa? Entonces
necesita evitar un conflicto de nombres entre diferentes definiciones
de yyparse, yylval, etc.
La manera más fácil de hacer esto es utilizar la opción `-p prefijo' (see section Invocando a Bison). Esta renombra las funciones de interfaz y variables del analizador de Bison para comenzar con prefijo en lugar de `yy'. Puede utilizarlo para darle a cada analizador nombres diferentes que no provoquen conflicto.
La lista precisa de símbolos renombrados es yyparse, yylex,
yyerror, yynerrs, yylval, yychar e
yydebug. Por ejemplo, si utiliza `-p c', los nombres se convierten
em cparse, clex, etc.
El resto de las variables y macros asociadas con Bison no se
renombran. Estas otras no son globales. Por ejemplo, YYSTYPE no se
renombra, pero definirla de diferente forma en analizadores diferentes
no provoca confusión (see section Tipos de Datos para Valores Semánticos).
La opción `-p' funciona añadiendo definiciones de macros al comienzo
del archivo fuente del analizador, definiendo yyparse como
prefijoparse, etc. Esto sustituye efectivamente un nombre
por el otro en todo el fichero del analizador.
El analizador de Bison es en realidad una función en C llamada yyparse.
Aquí describimos las convenciones de interfaz de yyparse y las otras
funciones que éste necesita usar.
Tenga en cuenta que el analizador utiliza muchos identificadores en C comenzando con `yy' e `YY' para propósito interno. Si utiliza tales identificadores (a parte de aquellos en este manual) en una acción o en codigo C adicional en el archivo de la gramática, es probable que se encuentre con problemas.
yyparse
Se llama a la función yyparse para hacer que el análisis
comience. Esta función lee tokens, ejecuta acciones, y por último
retorna cuando se encuentre con el final del fichero o un error de
sintaxis del que no puede recuperarse. Usted puede también escribir
acciones que ordenen a yyparse retornar inmediatamente
sin leer más allá.
El valor devuelto por yyparse es 0 si el análisis tuvo éxito
(el retorno se debe al final del fichero).
El valor es 1 si el análisis falló (el retorno es debido a un error de sintaxis).
En una acción, puede provocar el retorno inmediato de yyparse
utilizando estas macros:
YYACCEPT
YYABORT
yylex
La función del analizador léxico, yylex, reconoce tokens
desde el flujo de entrada y se los devuelve al analizador. Bison no crea
esta función automáticamente; usted debe escribirla de manera que
yyparse pueda llamarla. A veces se hace referencia a la función como
el scanner léxico.
En programas simples, yylex se define a menudo al final del archivo
de la gramática de Bison. Si yylex se define en un archivo fuente
por separado, necesitará que las definiciones de las macros de tipos de
tokens estén disponibles ahí. Para hecer esto, utilice la opción `-d'
cuando ejecute Bison, de manera que éste escribirá esas definiciones de macros
en un archivo de cabecera por separado
`nombre.tab.h' que puede incluir en otros ficheros fuente que lo
necesiten. See section Invocando a Bison.
yylex
El valor que yylex devuelve debe ser un código numérico para el
tipo de token que se ha encontrado, o 0 para el final de la entrada.
Cuando se hace referencia a un token en las reglas gramaticales con
un nombre, ese nombre en el archivo del analizador se convierte en una
macro de C cuya definición es el valor numérico apropiado para
ese tipo de token. De esta manera yylex puede utilizar el
nombre para indicar ese tipo. See section Símbolos, Terminales y No Terminales.
Cuando se hace referencia a un token en las reglas gramaticales por un
caracter literal, el código numérico para ese caracter también es el código
para el tipo de token. Así yylex puede simplemente devolver ese
código de caracer. El caracter nulo no debe utilizarse de esta manera,
porque su código es el cero y eso es lo que simboliza el final de la entrada.
Aquí hay un ejemplo mostrando estas cosas:
yylex ()
{
...
if (c == EOF) /* Detecta el fin de fichero. */
return 0;
...
if (c == '+' || c == '-')
return c; /* Asume que el tipo de token para `+' es '+'. */
...
return INT; /* Devuelve el tipo del token. */
...
}
Este interfaz se ha diseñado para que la salida de la utilidad
lex pueda utilizarse sin cambios como definición de yylex.
Si la gramática utiliza tokens de cadena literal, hay dos maneras
por las que yylex puede determianr los códigos de tipo de token
para estos:
yylex puede utilizar estos
nombres simbólicos como los demás. En este caso, el uso de tokens de
cadena literal en el archivo de la gramática no tiene efecto sobre
yylex.
yylex puede encontrar el token multi-caracter en la tabla
yytname. El índice del token en la tabla es el código del
tipo de token. El nombre de un token multi-caracter se almacena
en yytname con una comilla doble, los caracteres del token, y otra
comilla doble. Los caracteres del token no son traducidos de ninguna
forma; ellos aparecen textualmente en el contenido de la cadena
dentro de la tabla.
Aquí está el código para localizar un token en yytname, asumiendo
que los caracteres del token se almacenan en token_buffer.
for (i = 0; i < YYNTOKENS; i++)
{
if (yytname[i] != 0
&& yytname[i][0] == '"'
&& strncmp (yytname[i] + 1, token_buffer,
strlen (token_buffer))
&& yytname[i][strlen (token_buffer) + 1] == '"'
&& yytname[i][strlen (token_buffer) + 2] == 0)
break;
}
La tabla yytname se genera sólo si se utiliza la declaración
%token_table. See section Sumario de Declaraciones de Bison.
En un analizador ordinario (no reentrante), los valores semánticos del
token deben almacenarse en la variable global yylval. Cuando esté
usando un solo tipo de valores semánticos, yylval tiene ese tipo.
Así, si el tipo es int (por defecto), podría escribir esto en
yylex:
... yylval = valor; /* Pone valor en la pila de Bison. */ return INT; /* Devuelve el tipo del token. */ ...
Cuando esté utilizando varios tipos de datos, el tipo de yylval es una
union compuesta a partir de la declaración
%union (see section La Colección de Tipos de Valores).
Así cuando almacene un valor de token, debe utilizar el miembro
apropiado de la union. Si la declaración %union tiene el
siguiente aspecto:
%union {
int intval;
double val;
symrec *tptr;
}
entonces el código en yylex podría ser así:
... yylval.intval = valor; /* Pone el valor en la pila de Bison. */ return INT; /* Devuelve el tipo del token. */ ...
Si está usando la propiedad `@n' (see section Propiedades Especiales para su Uso en Acciones) en
acciones para seguir la pista de las posiciones en el texto de los tokens
y agrupaciones, entonces debe proveer esta información en yylex. La
función yyparse espera encontrar la posición en el texto de
un token que se acaba de analizar en la variable global yylloc.
Por ello yylex debe almacenar el dato apropiado en esa variable.
El valor de yylloc es una estructura y solo tiene que inicializar
los miembros que vayan a ser utilizados por las acciones. Los cuatro
miembros se denominan first_line, first_column,
last_line y last_column (1). Note que el
uso de estas características hacen al analizador notablemente más lento.
El tipo de dato de yylloc tiene el nombre YYLTYPE.
Cuando utilice la declaración %pure_parser para solicitar un
analizador puro, reentrante, las variables globales de comunicación
yylval y yylloc no pueden usarse. (See section Un Analizador Puro (Reentrante).)
En tales analizadores las dos variables globales se reemplazan
por punteros pasados como parámetros a yylex. Debe declararlos
como se muestra aquí, y pasar la información de nuevo almacenándola
a través de esos punteros.
yylex (lvalp, llocp)
YYSTYPE *lvalp;
YYLTYPE *llocp;
{
...
*lvalp = valor; /* Pone el valor en la pila de Bison. */
return INT; /* Devolver el tipo del token. */
...
}
Si el archivo de la gramática no utiliza la construcción `@' para
hacer referencia a las posiciones del texto, entonces el tipo YYLTYPE
no será definido. En este caso, omitir el segundo argumento; yylex
será llamado con solo un argumento.
Si utiliza un analizador reentrante, puede opcionalmente pasar
información de parámetros adicional de forma reentrante. Para hacerlo,
defina la macro YYPARSE_PARAM como un nombre de variable. Esto
modifica la función yyparse para que acepte un argumento, de tipo
void *, con ese nombre.
Cuando llame a yyparse, pase la dirección de un objeto, haciendo
una conversión de tipos de la dirección a void *. Las acciones
gramaticales pueden hacer referencia al contenido del objeto haciendo
una conversión del valor del puntero a su tipo apropiado y entonces
derreferenciándolo. Aquí hay un ejemplo. Escriba esto en el analizador:
%{
struct parser_control
{
int nastiness;
int randomness;
};
#define YYPARSE_PARAM parm
%}
Entonces llame al analizador de esta manera:
struct parser_control
{
int nastiness;
int randomness;
};
...
{
struct parser_control foo;
... /* Almacena los datos apropiados en foo. */
value = yyparse ((void *) &foo);
...
}
En las acciones gramaticales, utilice expresiones como ésta para hacer referencia a los datos:
((struct parser_control *) parm)->randomness
Si desea pasar los datos de parámetros adicionales a yylex,
defina la macro YYLEX_PARAM como YYPARSE_PARAM, tal
como se muestra aquí:
%{
struct parser_control
{
int nastiness;
int randomness;
};
#define YYPARSE_PARAM parm
#define YYLEX_PARAM parm
%}
Debería entonces definir yylex para que acepte un argumento
adicional--el valor de parm. (Este hace uno o tres argumentos
en total, dependiendo de si se le pasa un argumento de tipo YYLTYPE.)
Puede declarar el argumento como un puntero al tipo de objeto apropiado, o
puede declararlo como void * y acceder al contenido como se mostró antes.
Puede utilizar `%pure_parser' para solicitar un analizador reentrante
sin usar también YYPARSE_PARAM. Entonces debería llamar a
yyparse sin argumentos, como es usual.
yyerror
El analizador de Bison detecta un error de análisis o error
de sintaxis siempre que lea un token que no puede satisfacer ninguna
regla sintáctica. Una acción en la gramática puede también
explícitamente declarar un error, utilizando la macro
YYERROR (see section Propiedades Especiales para su Uso en Acciones).
El analizador de Bison espera advertir del error llamando a una
función de informe de errores denominada yyerror, que se debe
proveer. Esta es llamada por yyparse siempre que encuentre
un error sintáctico, y ésta recibe un argumento. Para un error de
análisis, la cadena normalmente es "parse error".
Si define la macro YYERROR_VERBOSE en la sección de
declaraciones de Bison (see section La Sección de Declaraciones de Bison),
entonces Bison facilita una cadena de mensaje de error mas locuaz y específica
que el simple "parse error". No importa qué definiciones
utilice para YYERROR_VERBOSE, si ya lo define.
El analizador puede detectar otro tipo de error: desbordamiento de pila. Esto
sucede cuando la entrada contiene construcciones que son profundamente
anidadas. No parece que vaya a encontrarse con esto, ya que el analizador
de Bison extiende su pila automáticamente hasta un límite muy largo. Pero
si el desbordamiento sucede, yyparse llama a yyerror de la
manera usual, excepto que la cadena del argumento es "parser stack
overflow".
La siguiente definición es suficiente para programas simples:
yyerror (s)
char *s;
{
fprintf (stderr, "%s\n", s);
}
Después yyerror retorna a yyparse, este último intentará
la recuperación de errores si ha escrito reglas gramaticales de recuperación
de errores apropiadas (see section Recuperación de Errores).
Si la recuperación es imposible, yyparse devolverá inmediatamente un 1.
La variable yynerrs contiene el número de errores sintácticos
hasta ahora. Normalmente esta variable es global; pero si solicita un
analizador puro (see section Un Analizador Puro (Reentrante))
entonces es una variable local a la que sólo las acciones pueden acceder.
Aquí hay una tabla de construcciones, variables y macros que son útiles en las acciones.
$$ pero especifica la alternativa alttipo en la
union especificada por la declaración
%union. See section Tipos de Datos de Valores en Acciones.
$n pero especifica la alternativa alttipo
en la union especificada por la declaración %union.
See section Tipos de Datos de Valores en Acciones.
yyparse, indicando fallo.
See section La Función del Analizador yyparse.
yyparse, indicando éxito.
See section La Función del Analizador yyparse.
yychar cuando no hay un token
de preanálisis.
yyerror, y no imprime
ningún mensaje. Si quiere que imprima un mensaje de error, llame
a yyerror explícitamente antes de la sentencia `YYERROR'.
See section Recuperación de Errores.
yyparse.)
Cuando no hay un token de preanálisis, el valor de YYEMPTY se
almacena en la variable. See section Tokens de Preanálisis.
struct {
int first_line, last_line;
int first_column, last_column;
};
De esta manera, para obtener el número de línea de comienzo del tercer
componente, utilizaría `@3.first_line'.
Para que los miembros de esta estructura contengan información válida,
debe hacer que yylex facilite esta información para cada token.
Si solo necesita de ciertos miembros, entonces yylex necesita
únicamente rellenar esos miembros.
El uso de esta característica hace al analizador notablemente
más lento.
A medida que Bison lee tokens, los va insertando en una pila junto con su valor semántico. La pila se denomina pila del analizador. El insertar un token tradicionalmente se denomina desplazamiento.
Por ejemplo, suponga que la calculadora infija ha leído `1 + 5 *', con un `3' por venir. La pila contendrá cuatro elementos, uno para cada token que fue desplazado.
Pero la pila no siempre contiene un elemento para cada token leído. Cuando los últimos n tokens y agrupaciones desplazadas concuerden con los componentes de una regla gramatical, estos pueden combinarse de acuerdo a esa regla. A esto se le denomina reducción. Esos tokens y agrupaciones se reemplazan en la pila por una sola agrupación cuyo símbolo es el resultado (lado izquierdo) de esa regla. La ejecución de la acción de la regla es parte del proceso de reducción, porque ésta es la que computa el valor semántico de la agrupación resultante.
Por ejemplo, si el analizador de la calculadora infija contiene esto:
1 + 5 * 3
y el siguiente token de entrada es un caracter de nueva línea, entonces los tres últimos elementos pueden reducirse a 15 mediante la regla:
expr: expr '*' expr;
Entonces la pila contiene exactamente estos tres elementos:
1 + 15
En este punto, se puede realizar otra reducción, resultando en el valor 16. Entonces el token de nueva línea se puede desplazar.
El analizador intenta, mediante desplazamientos y reducciones, reducir la entrada completa a una sola agrupación cuyo símbolo es el símbolo de arranque de la gramática (see section Lenguajes y Gramáticas independientes del Contexto).
Este tipo de analizador se conoce en la literatura como analizador ascendente.
El analizador de Bison no siempre reduce inmediatamente tan pronto como los últimos n tokens y agrupaciones se correspondan con una regla. Esto es debido a que es inadecuada una estrategia tan simple para manejar la mayoría de los lenguajes. En su lugar, cuando es posible una reducción, el analizador algunas veces "mira hacia delante" al próximo token para decidir qué hacer.
Cuando se lee un token, este no se desplaza inmediatamente; primero se convierte en el token de preanálisis, que no se pone sobre la pila. Ahora el analizador puede realizar una o más reducciones de tokens y agrupaciones sobre la pila, mientras que el token de preanálisis se mantiene fuera a un lado. Esto no significa que se han realizado todas las posibles reducciones; dependiendo del tipo de token del token de preanálisis, algunas reglas podrían escoger retrasar su aplicación.
Aquí hay un caso simple donde se necesita el token de preanálisis. Estas tres reglas definen expresiones que contienen operadores de suma binaria y operaciones factoriales unarios postfijos (`!'), y se permiten los paréntesis para agrupar.
expr: term '+' expr
| term
;
term: '(' expr ')'
| term '!'
| NUMBER
;
Suponga que se ha leído el token `1 + 2' y ha sido desplazado;
¿qué debería hacerse? Si el próximo token es `)', entonces los
primeros tres tokens deberían reducirse para formar una expr. Este es
el único camino válido, porque el desplazamiento de `)' produciría
una secuencia de símbolos term ')', y ninguna regla lo permite.
Si el siguiente token es `!', entonces debe ser desplazado inmediatamente
de manera que `2 !' se pueda reducir para hacer un term. Si
en su lugar el analizador fuera a reducir antes de desplazar,
`1 + 2' se convertiría en una expr. Sería entonces
imposible desplazar el `!' porque haciéndolo produciría en la pila
la secuencia de símbolos expr '!'. Ninguna regla permite esa secuencia.
El token de preanálisi actual se almacena en la variable yychar.
See section Propiedades Especiales para su Uso en Acciones.
Suponga que estamos analizando un lenguaje que tiene las sentencias if-then y if-then-else, con un par de reglas como estas:
if_stmt:
IF expr THEN stmt
| IF expr THEN stmt ELSE stmt
;
Aquí asumimos que IF, THEN y ELSE son
símbolos terminales de tokens para palabras clave específicas.
Cuando se lea el token ELSE y se convierta en el token de
preanálisis, el contenido de la pila (asumiendo que la entrada es válida)
está listo para una reducción por la primera regla. Pero también es
legítimo desplazar el ELSE, porque eso conllevaría a una redución
provisional por la segunda regla.
Esta situación, donde sería válido un desplazamiento o una reducción, se denomina un conflicto desplazamiento/reducción. Bison está diseñado para resolver estos conflictos eligiendo el desplazamiento, a menos que se le dirija con declaraciones de precedencia de operadores. Para ver la razón de esto, vamos a contrastarlo con la otra alternativa.
Ya que el analizador prefiere desplazar el ELSE, el resultado sería
ligar la cláusula else con la sentencia if más interior, haciendo que estas
dos entradas sean equivalentes:
if x then if y then gana (); else pierde; if x then do; if y then gana (); else pierde; end;
Pero si el analizador escoge la reducción cuando es posible en lugar de desplazar, el resultado sería ligar la cláusula else a la sentencia if más exterior, haciendo que estas dos entradas sean equivalentes:
if x then if y then gana (); else pierde; if x then do; if y then gana (); end; else pierde;
El conflicto existe porque la gramática escrita es ambigua: en todo caso
el análisis de la sentencia if simple anidada es legítima. La convención
es que estas ambigüedades se resuelvan emparejando la cláusula else a la
sentencia if más interior; esto es lo que Bison consigue eligiendo el
desplazamiento en vez de la reducción. (Idealmente sería más adecuado
escribir una gramática no ambigua, pero eso es muy duro de hacer en este
caso.) Esta ambigüedad en particular se encontró en primer lugar en la
especificación de Algol 60 y se denominó la ambiguedad del "balanceado
del else".
Para evitar advertencias de Bison a cerca de los predecibles, legítimos
conflictos de desplazamiento/reducción, utilice la declaración
%expect n. No se producirán avisos mientras el número
de conflictos de desplazamiento/reducción sea exactamente n.
See section Suprimiendo Advertencias de Conflictos.
La definición de if_stmt anterior es la única que se va a quejar
del conflicto, pero el conflicto no aparecerá en realidad sin reglas
adicionales. Aquí hay un fichero de entrada de Bison completo que
manfiesta realmente el conflicto:
%token IF THEN ELSE variable
%%
stmt: expr
| if_stmt
;
if_stmt:
IF expr THEN stmt
| IF expr THEN stmt ELSE stmt
;
expr: variable
;
Otra situación en donde pararecen los conflictos desplazamiento/reducción es en las expresiones aritméticas. Aquí el desplazamiento no siempre es la resolución preferible; las declaraciones de Bison para la precedencia de operadores le permite especificar cuándo desplazar y cuando reducir.
Considere el siguiente fragmento de gramática ambigua (ambigua porque la entrada `1 - 2 * 3' puede analizarse de dos maneras):
expr: expr '-' expr
| expr '*' expr
| expr '<' expr
| '(' expr ')'
...
;
Suponga que el analizador ha visto los tokens `1', `-' y `2'; ¿debería reducirlos por la regla del operador de adición? Esto depende del próximo token. Por supuesto, si el siguiente token es un `)', debemos reducir; el desplazamiento no es válido porque ninguna regla puede reducir la secuencia de tokens `- 2 )' o cualquier cosa que comience con eso. Pero si el próximo token es `*' o `<', tenemos que elegir: ya sea el desplazamiento o la reducción permitiría al analizador terminar, pero con resultados diferentes.
Para decidir qué debería hacer Bison, debemos considerar los resultados. Si el siguiente token de operador op se desplaza, entonces este debe ser reducido primero para permitir otra oportunidad para reducir la suma. El resultado es (en efecto) `1 - (2 op 3)'. Por otro lado, si se reduce la resta antes del desplazamiento de op, el resultado es `(1 - 2) op 3'. Claramente, entonces, la elección de desplazar o reducir dependerá de la precedencia relativa de los operadores `-' y op: `*' debería desplazarse primero, pero no `<'.
¿Qué hay de una entrada tal como `1 - 2 - 5'; debería ser esta `(1 - 2) - 5' o debería ser `1 - (2 - 5)'? Para la mayoría de los operadores preferimos la primera, que se denomina asociación por la izquierda. La última alternativa, asociación por la derecha, es deseable para operadores de asignación. La elección de la asociación por la izquierda o la derecha es una cuestión de qué es lo que el analizador elige si desplazar o reducir cuando la pila contenga `1 - 2' y el token de preanálisis sea `-': el desplazamiento produce asociatividad por la derecha.
Bison le permite especificar estas opciones con las declaraciones de
precedencia de operadores %left y %right. Cada una de
tales declaraciones contiene una lista de tokens, que son los operadores
cuya precedencia y asociatividad se está declarando. La declaración
%left hace que todos esos operadores sean asociativos por la
izquierda y la declaración %right los hace asociativos por la
derecha. Una tercera alternativa es %nonassoc, que declara
que es un error de sintaxis encontrar el mismo operador dos veces
"en un fila".
La precedencia relativa de operadores diferentes se controla por el
orden en el que son declarados. La primera declaración %left
o %right en el fichero declara los operadores cuya precedencia
es la menor, la siguiente de tales declaraciones declara los operadores
cuya precedencia es un poco más alta, etc.
En nuestro ejemplo, queríamos las siguientes declaraciones:
%left '<' %left '-' %left '*'
En un ejemplo más completo, que permita otros operadores también,
los declararíamos en grupos de igual precedencia. Por ejemplo, '+'
se declara junto con '-':
%left '<' '>' '=' NE LE GE %left '+' '-' %left '*' '/'
(Aquí NE y el resto representan los operadores para "distinto",
etc. Asumimos que estos tokens son de más de un caracter de largo y
por lo tanto son representados por nombres, no por caracteres literales.)
El primer efecto de las declaraciones de precedencia es la asignación de niveles de precedencia a los símbolos terminales declarados. El segundo efecto es la asignación de niveles de precedencia a ciertas reglas: cada regla obtiene su precedencia del último simbolo terminal mencionado en las componentes. (También puede especificar explícitamente la precedencia de una regla. See section Precedencia Dependiente del Contexto.)
Finalmente, la resolución de conflictos funciona comparando la precendecia de la regla que está siendo considerada con la del token de preanálisis. Si la precedencia del token es más alta, la elección es desplazar. Si la precedencia de la regla es más alta, la elección es reducir. Si tienen la misma precedencia, la elección se hace en base a la asociatividad de ese nivel de precedencia. El archivo de salida amplia producido por `-v' (see section Invocando a Bison) dice cómo fue resuelto cada conflicto.
No todas las reglas y no todos los tokens tienen precedencia. Si bien la regla o el token de preanálisis no tienen precedencia, entonces por defecto de desplaza.
A menudo la precedencia de un operador depende del contexto. Esto suena raro al principio, pero realmente es muy común. Por ejemplo, un signo menos típicamente tiene una precedencia muy alta como operador unario, y una precedencia algo menor (menor que la multiplicación) como operador binario.
Las declaraciones de precedencia de Bison, %left, %right y
%nonassoc, puede utilizarse únicamente para un token dado; de manera
que un token tiene sólo una precedencia declarada de esta manera. Para la
precedencia dependiente del contexto, necesita utilizar un mecanismo
adicional: el modifidor %prec para las reglas.
El modificador %prec declara la precedencia de una regla en
particular especificando un símbolo terminal cuya precedencia debe
utilizarse para esa regla. No es necesario por otro lado que ese
símbolo aparezca en la regla. La sintaxis del modificador es:
%prec símbolo-terminal
y se escribe despúes de los componentes de la regla. Su efecto es asignar a la regla la precedencia de símbolo-terminal, imponiéndose a la precedencia que se deduciría de forma ordinaria. La precedencia de la regla alterada afecta enconces a cómo se resuelven los conflictos relacionados con esa regla (see section Precedencia de Operadores).
Aquí está cómo %prec resuelve el problema del menos unario. Primero,
declara una precedencia para un símbolo terminal ficticio llamada
UMINUS. Aquí no hay tokens de este tipo, pero el símbolo sirve
para representar su precedencia:
... %left '+' '-' %left '*' %left UMINUS
Ahora la precedencia de UMINUS se puede utilizar en
reglas específicas:
exp: ...
| exp '-' exp
...
| '-' exp %prec UMINUS
La función yyparse se implementa usando una máquina de estado
finito. Los valores insertados sobre la pila no son únicamente códigos
de tipos de tokens; estos representan toda la secuencia de símbolos
terminales y no terminales en o cerca del tope de la pila. El estado
actual colecciona toda esta información sobre la entrada anterior
que es relevante para decidir qué hacer a continuación.
Cada vez que se lee un token de preanálisis, el estado actual del analizador junto con el tipo de token de preanálisis se localizan en una tabla. Esta entrada en la tabla puede decir, "Desplace el token de preanálisis." En este caso, también especifica el nuevo estado del analizador, que se pone sobre el tope de la pila del analizador. O puede decir, "Reduzca utilizando la regla número n." Esto quiere decir que un cierto número de tokens o agrupaciones se sacan de la pila, y se reemplazan por una agrupación. En otras palabras, se extrae ese número de estados de la pila, y se empuja un nuevo estado.
Hay otra alternativa: la tabla puede decir que el token de preanálisis es erróneo en el estado actual. Esto provoca que comience el procesamiento de errores (see section Recuperación de Errores).
Se produce un conflicto de reducción/reducción si hay dos o más reglas que pueden aplicarse a la misma secuencia de entrada. Esto suele indicar un error serio en la gramática.
Por ejemplo, aquí hay un intento fallido de definir una secuencia
de cero o más agrupaciones de palabra.
secuencia: /* vacío */
{ printf ("secuencia vacía\n"); }
| posiblepalabra
| secuencia palabra
{ printf ("palabra añadida %s\n", $2); }
;
posiblepalabra: /* vacío */
{ printf ("posiblepalabra vacío\n"); }
| palabra
{ printf ("palabra sencilla %s\n", $1); }
;
El error es una ambigüedad: hay más de una manera de analizar una
palabra sencilla en una secuencia. Esta podría reducirse
a una posiblepalabra y entonces en una secuencia mediante la
segunda regla. Alternativamente, la cadena vacía se prodría reducir
en una secuencia mediante la primera regla, y esto prodría
combinarse con la palabra utilizando la tercera regla para
secuencia.
Existe también más de una manera de reducir la cadena vacía
en una secuencia. Esto se puede hacer directamente mediante
la primera regla, o indirectamente mediante posiblepalabra y
entonces la segunda regla.
Podría pensar que esto es una distinción sin ninguna diferencia, porque esto no cambia si una entrada particular es válida o no. Pero sí afecta en las acciones que son ejecutadas. Una ordenación del análisis ejecuta la acción de la segunda regla; la otra ejecuta la acción de la primera regla y la acción de la tercera regla. En este ejemplo, la salida del programa cambia.
Bison resuelve un conflicto reducción/reducción eligiendo el uso de
la regla que aparece en primer lugar dentro de la gramática, pero es muy
arriesgado contar con esto. Cada conflicto de reducción/reducción
se debe estudiar y normalmente eliminar. Aquí está la manera
apropiada de definir secuencia:
secuencia: /* vacío */
{ printf ("secuencia vacía\n"); }
| secuencia palabra
{ printf ("palabra añadida %s\n", $2); }
;
Aquí hay otro error común que produce un conflicto reducción/reducción.
secuencia: /* vacío */
| secuencia palabras
| secuencia redirecciones
;
palabras: /* vacío */
| palabras palabra
;
redirecciones: /* vacío */
| redirecciones redireccion
;
La intención aquí es definir una secuencia que pueda contener
ya sea agrupaciones palabra o redireccion. Las definiciones
individuales de secuencia, palabras y redirecciones están
libres de errores, pero las tres juntas producen una ambigüedad sutil:
¡incluso una entrada vacía puede analizarse en una infinidad de maneras
diferentes!
Considere esto: la cadena vacía podría ser una palabras. O podrían ser
dos palabras en una fila, o tres, o cualquier número. Podría igualmente
ser una redirecciones, o dos, o cualquier número. O podría ser una
palabras seguido de tres redirecciones y otra palabras. Y así
sucesivamente.
Aquí hay dos maneras de corregir estas reglas. Primero, convertirlo en una secuencia de un sólo nivel:
secuencia: /* vacío */
| secuencia palabra
| secuencia redireccion
;
Segundo, prevenir bien un palabras o un redireccion
de que sea vacío:
secuencia: /* vacío */
| secuencia palabras
| secuencia redirecciones
;
palabras: palabra
| palabras palabra
;
redirecciones: redireccion
| redirecciones redireccion
;
Algunas veces con los conflictos reducción/reducción puede suceder que no parezcan garantizados. Aquí hay un ejemplo:
%token ID
%%
def: espc_param espc_return ','
;
espec_param:
tipo
| lista_nombre ':' tipo
;
espec_return:
tipo
| nombre ':' tipo
;
tipo: ID
;
nombre: ID
;
lista_nombre:
nombre
| nombre ',' lista_nombre
;
Parecería que esta gramática puede ser analizada con sólo un único
token de preanálisis: cuando se está leyendo un espc_param,
un ID es un nombre si le sigue una coma o un punto, o un
tipo si le sigue otro nombre. En otras palabras, esta
gramática es LR(1).
Sin embargo, Bison, como la mayoría de los generadores de analizadores
sintácticos, no pueden en realidad manejar todas las gramáticas LR(1). En
esta gramática, los dos contextos, aquél después de un ID al principio
de un espc_param y también al principio de un espc_return,
son lo suficientemente similares para que Bison asuma que son
el mismo. Estos parecen similares porque estarían activos el mismo conjunto
de reglas--la regla de reducción a un nombre y aquella para la
reducción de tipo. Bison es incapaz de determinar a ese nivel de
procesamiento que las reglas requerirían diferentes tokens de preanálisis
en los dos contextos, así que construye un solo estado del analizador
para ambos. Combinando los dos contextos provoca un conflicto más tarde.
En la terminología de los analizadores sintácticos, este suceso
significa que la gramática no es LALR(1).
En general, es mejor arreglar las deficiencias que documentarlas. Pero esta deficiencia en particular es intrínsecamente difícil de arreglar; los generadores de analizadores sintácticos que pueden manejar gramáticas LR(1) son duros de escribir y tienden a producir analizadores que son muy grandes. En la práctica, Bison es más útil como es ahora.
Cuando el problema aparece, puede a veces arreglarlo identificando los
dos estados del analizador que están siendo confundidos, y añadir algo
para hacerlos pareceer distintos. En el ejemplo anterior, añadiendo una
regla a espc_return como a continuación hace que el problema
desaparezca:
%token BOGUS
...
%%
...
espc_return:
tipo
| nombre ':' tipo
/* Esta regla nunca se usa. */
| ID BOGUS
;
Esto corrige el problema porque introduce la posibilidad de una
regla activa adicional en el contexto después de ID al principio
de un espc_param, así que los dos contextos reciben estados
distinto del analizador. Siempre que el token BOGUS no se genere
nunca por yylex, la regla adicional no podrá alterar la manera
en la que la entrada es analizada.
En este ejemplo en particular, hay otra forma de resolver este
problema: reescribir la regla de espc_return para usar ID
directamente en lugar de hacerlo a través de nombre. Esto también
provoca que los dos contextos confusos tengan conjuntos de reglas activas
distintas, porque la de espc_return activa la regla alterada para
espc_return en vez que la de nombre.
espc_param:
tipo
| lista_nombre ':' tipo
;
espc_return:
tipo
| ID ':' tipo
;
La pila del analizador de Bison puede desbordarse si se desplazan
demasiados tokens y no son reducidos. Cuando esto sucede, la función
del analizador yyparse devuelve un valor distinto de cero,
haciendo pausas solamente para llamar a yyerror para
informar del desbordamiento.
Definiendo la macro YYMAXDEPTH, puede controlar cuán profundo
puede llegar a ser la pila del analizador antes de que suceda un
desbordamiento de la pila. Defina esta macro con un valor que sea un
entero. Este valor es el número máximo de tokens que pueden
ser desplazados (y sin ser reducidos) antes de un desbordamiento.
Debe ser una expresión constante cuyo valor se conozca en tiempo de
compilación.
El espacio de la pila permitido no es asignado necesariamente. Si
especifica un valor grande para YYMAXDEPTH, el analizador
realmente asigna un pequeña pila al principio, y entonces la hace
mayor por etapas a medida que se necesite. Esta asignación incremental
ocurre automáticamente y silenciosamente. Por lo tanto,
no necesita hacer a YYMAXDEPTH angustiosamente pequeño meramente
para ahorrar espacio para entradas ordinarias que no necesitan mucha
pila.
El valor por defecto de YYMAXDEPTH, si no lo define, es
10000.
Usted puede controlar cuánta pila se asigna inicialmente definiendo
la macro YYINITDEPTH. Este valor también debe ser una constante
entera en tiempo de compilación. El valor por defecto es 200.
Normalmente no es aceptable que un programa termine ante un error de análisis. Por ejemplo, un compilador debería recuperarse lo suficiente como para que analice el resto del archivo de entrada y comprobar sus errores; una calculadora debería aceptar otra expresión.
En un analizador de comandos interactivo sencillo donde cada entrada es
una línea, podría ser suficiente con permitir a yyparse devolver
un 1 ante un error y hacer que la función invocadora ignore el resto de
la línea de entrada cuando suceda (y entonces llamar a yyparse de
nuevo). Pero esto es inadecuado para un compilador, porque olvida todo el
contexto sintáctico desde el comienzo hasta donde se encontró el error.
Un error de sintaxis profundo dentro de una función del fichero de entrada
del compilador no debería provocar que el compilador trate la línea
siguiente como el principio de un fichero fuente.
Puede definir cómo recuperarse de un error de sintaxis escribiendo
reglas para reconocer el token especial error. Este es un símbolo
terminal que siempre se define (no necesita declararlo) y reservado para
tratamiento de errores. El analizador de Bison genera un token error
siempre que ocurra un error de sintaxis; si ha facilitado una regla que
reconozca este token en el contexto actual, el analizador puede continuar.
Por ejemplo:
stmnts: /* cadena vacía */
| stmnts '\n'
| stmnts exp '\n'
| stmnts error '\n'
La cuarta regla en este ejemplo dice que un error seguido de una nueva
línea forma una adición válida a cualquier stmnts.
¿Qué sucede si aparece un error de sintaxis en medio de una exp? La
regla de recuperación de errores, interpretada estrictamente, se aplica
a la secuencia precisa de una stmnts, un error y una nueva
línea. Si aparece un error en medio de una exp, probablemente
existan tokens adicionales y subexpresiones por leer antes de la nueva línea.
De manera que la regla no es aplicable de la forma habitual.
Pero Bison puede forzar la situación para que se ajuste a la regla,
descartando parte del contexto semántico y parte de la entrada.
Primero descarta estados y objetos de la pila hasta que regrese a un
estado en el que el token error sea aceptable. (Esto quiere decir
que las subexpresiones ya analizadas son descartadas, retrocediendo
hasta el último stmnts completo.) En este punto el token
error puede desplazarse. Entonces, si el antiguo token
de preanálisis no es aceptable para ser desplazado, el analizador
lee tokens y los descarta hasta que encuentre un token que sea
aceptable. En este ejemplo, Bison lee y descarta entrada hasta la
siguiente línea de manera que la cuarta regla puede aplicarse.
La elección de reglas de error en la gramática es una elección de estrategias para la recuperación de errores. Una estrategia simple y útil es sencillamente saltarse el resto de la línea de entrada actual o de la sentencia actual si se detecta un error:
stmnt: error ';' /* ante un error, saltar hasta que se lea ';' */
También es útil recuperar el delimitador de cierre que empareja con un un delimitador de apertura que ya ha sido analizado. De otra manera el delimitador de cierre probablemente aparecerá como sin emparejar, y generará otro, espúreo mensaje de error:
primary: '(' expr ')'
| '(' error ')'
...
;
Las estrategias de recuperación de errores son por fuerza adivinanzas.
Cuando estas adivinan mal, un error de sintaxis a menudo provoca otro.
En el ejemplo anterior, la regla de recuperación de errores sospecha que
el error es debido a una mala entrada en un stmnt. Suponga que
en su lugar se inserta un punto y coma accidental en medio de un stmt
válido. Después de recuperarse del primer error con la regla de
recuperación de errores, se encontrará otro error de sintaxis directamente,
ya que el texto que sigue al punto y coma accidental también es una
stmnt inválida.
Para prevenir una cascada de mensajes de error, el analizador no mostrará mensajes de error para otro error de sintaxis que ocurra poco después del primero; solamente después de que se hayan desplazado con éxito tres tokens de entrada consecutivos se reanudarán los mensajes de error.
Note que las reglas que aceptan el token error podrían tener
acciones, al igual que cualquiera de las otras reglas pueden tenerlas.
Puede hacer que los mensajes de error se reanuden inmediatamente
usando la macro yyerrok en una acción. Si lo hace en
la acción de la regla de error, no se suprimirá ningún mensaje
de error. Esta macro no requiere ningún argumento;
`yyerrok;' es una sentencia válida de C.
El token de preanálisis anterior se reanaliza inmediatamente después de un
error. Si este no es aceptable, entonces la macro yyclearin podría
utilizarse para limpiar ese token. Escriba la sentencia
`yyclearin;' en la acción de la regla de error.
Por ejemplo, suponga que ante un error de análisis, se llama a una rutina de manejo de errores que avanza el flujo de entrada en algún punto donde el análisis prodría comenzar de nuevo. El próximo símbolo devuelto por el analizador léxico será probablemente correcto. El token de preanálisis anterior convendría que se descartara con `yyclearin;'.
La macro YYRECOVERING representa una expresión que tiene
el valor 1 cuando el analizador se está recuperando de un error
de sintaxis, y 0 durante el resto del tiempo. Un valor de 1 indica
que actualmente los mensajes de error se están suprimiendo para
nuevos errores de sintaxis.
El paradigma de Bison es analizar tokens en primer lugar, entonces agruparlos en unidades sintácticas más grandes. En muchos lenguajes, el significado de un token se ve afectado por su contexto. A pesar de que esto viola el paradigma de Bison, ciertas técnicas (conocidas como kludges) podrían permitirle escribir analizadores de Bison para tales lenguajes.
(Realmente, "kludge" significa cualquier técnica que hace su trabajo pero no de una manera limpia o robusta.)
El lenguaje C tiene una dependencia del contexto: la manera en la que se utiliza un identificador depende de cuál es su significado. Por ejemplo, considere esto:
foo (x);
Esto parece la sentencia de llamada a una función, pero si foo es
un nombre de tipo definido, entonces esto realmente es una declaración
de x. ¿Cómo puede un analizador de Bison para C decidirse
cómo analizar esta entrada?
El método utilizado en GNU C es tener dos tipos diferentes
de tokens, IDENTIFIER y TYPENAME. Cuando yylex
encuentre un identificador, localiza la declaración actual del identificador
para decidir que tipo de token devolver: TYPENAME si el identificador
se declara como una definición de tipo, IDENTIFIER en otro caso.
Las reglas gramaticales pueden entonces expresar la dependencia del contexto
eligiendo el tipo de token a reconocer. IDENTIFIER se acepta
como una expresión, pero TYPENAME no lo es. TYPENAME puede
empezar una declaración, pero TYPENAME no. En contextos donde el
significado del identificador no es significativo, tal como en
declaraciones que pueden ocultar nombre de definición de tipo, no se
acepta ni TYPENAME o IDENTIFIER---hay una regla para cada
uno de los dos tipos de tokens.
Esta técnica es sencilla de usar si la decisión de qué tipos de identificadores se permiten se hace en un lugar cercano a donde se analiza el identificador. Pero en C esto no es siempre así: C permite en una declaración redeclarar un nombre de tipo definido siempre que se haya especificado antes un tipo explícito:
typedef int foo, bar, lose; static foo (bar); /* redeclarabarcomo variable estática */ static int foo (lose); /* redeclarafoocomo función */
Por desgracia, el nombre que se está declarando se encuentra separado de la construcción de la declaración por una estructura sintáctica complicada--el "declarador".
Como resultado, la parte del analizador de Bison para C necesita ser duplicada, con todos los nombres de los no terminales cambiados: una vez para el análisis de una declaración en la que se puede redefinir un nombre de declaración de tipo, y una vez para el análisis de una declaración en la que no puede hacerse. Aquí hay parte de la duplicación, con las acciones omitidas por brevedad:
initdcl:
declarator maybeasm '='
init
| declarator maybeasm
;
notype_initdcl:
notype_declarator maybeasm '='
init
| notype_declarator maybeasm
;
Aquí initdcl puede redeclarar un nombre de definición de tipo, pero
notype_initdcl no puede. La distinción entre declarator y
notype_declarator es del mismo tipo.
Hay aquí alguna similitud entre esta técnica y una ligadura léxica (descrita a continuación), en que la información que altera el análisis léxico se cambia durante el análisis por otras partes del programa. La diferencia es que aquí la información es global, y se utiliza para otros propósitos en el programa. Una verdadera ligadura léxica tiene una bandera de propósito especial controlada por el contexto sintáctico.
Una manera de manejar las dependencias del contexto es la ligadura léxica: una bandera que se activa en acciones de Bison, cuyo propósito es alterar la manera en la que se analizan los tokens.
Por ejemplo, soponga que tenemos un lenguaje vagamente parecido a C, pero
con una construcción especial `hex (hex-expr)'. Después de
la palabra clave hex viene una expresión entre paréntesis en el
que todos los enteros son hexadecimales. En particular, el token `a1b'
debe tratarse como un entero en lugar de como un identificador si aparece
en ese contexto. He aquí cómo puede hacerlo:
%{
int hexflag;
%}
%%
...
expr: IDENTIFIER
| constant
| HEX '('
{ hexflag = 1; }
expr ')'
{ hexflag = 0;
$$ = $4; }
| expr '+' expr
{ $$ = make_sum ($1, $3); }
...
;
constant:
INTEGER
| STRING
;
Aquí asumimos que yylex mira el valor de hexflag; cuando no es
cero, todos los enteros se analizan en hexadecimal, y los tokens que comiencen
con letras se analizan como enteros si es posible.
La declaración de hexflag mostrada en la sección de declaraciones en C
del archivo del analizador se necesita para hacerla accesible a las acciones
(see section La Sección de Declaraciones en C). Debe
también escribir el código en yylex para obedecer a la bandera.
Las ligaduras léxicas hacen demandas estrictas sobre cualquier regla de recuperación de errores que tenga. See section Recuperación de Errores.
La razón de esto es que el propósito de una regla de recuperación de errores es abortar el análisis de una construcción y reanudar en una construcción mayor. Por ejemplo, en lenguajes como C, una regla típica de recuperación de errores es saltarse los tokens hasta el siguiente punto y coma, y entonces comenzar una sentencia nueva, como esta:
stmt: expr ';'
| IF '(' expr ')' stmt { ... }
...
error ';'
{ hexflag = 0; }
;
Si hay aquí un error de sintaxis en medio de una construcción
`hex (expr)', esta regla de error se aplicará, y entonces
la acción para la `hex (expr)' nunca se ejecutará. Así
que hexflag continuaría activada durante el resto de la entrada,
o hasta la próxima palabra clave hex, haciendo que los
identificadores se malinterpreten como enteros.
Para evitar este problema la regla de recuperación de errores por sí
misma desactiva hexflag.
Aquí podría existir también una regla de recuperación de errores que trabaje dentro de expresiones. Por ejemplo, podría haber una regla que se aplique dentro de los paréntesis y salte al paréntesis-cerrar:
expr: ...
| '(' expr ')'
{ $$ = $2; }
| '(' error ')'
...
Si esta regla actúa dentro de la construcción hex, no se va a
abortar esa construcción (ya que ésta aparece a un nivel más interno
de paréntesis dentro de la construcción). Por lo tanto, no debería
desactivar la bandera: el resto de la construcción hex debería
analizarse con la bandera aún activada.
¿Qué sucedería si hay una regla de recuperación de errores que
pudiese abortar fuera la construcción hex o pudiese que no,
dependiendo de las circunstancias? No hay manera de escribir la
acción para determinar si una construcción hex está siendo
abortada o no. De manera que si está utilizando una ligadura léxica,
es mejor que esté seguro que sus reglas de recuperación de errores no
son de este tipo. Cada regla debe ser tal que pueda estar seguro que
siempre tendrá que tener que limpiar la bandera, o siempre no.
Si una gramática de Bison compila adecuadamente pero no hace lo que
quiere cuando se ejecuta, la propiedad de traza del analizador yydebug
puede ayudarle para darse cuenta del por qué.
Para activar la compilación de las facilidades de traza, debe definir
la macro YYDEBUG cuando compile el analizador. Podría utilizar
`-DYYDEBUG=1' como una opción del compilador o podría poner
`#define YYDEBUG 1' en la sección de declaraciones de C del archivo
de la gramática (see section La Sección de Declaraciones en C).
De forma alternativa, utilice la opción `-t' cuando ejecute Bison
(see section Invocando a Bison).
Siempre definiremos YYDEBUG de manera que la depuración siempre
es posible.
La facilidad de traza utiliza stderr, de manera que debe añadir
#include <stdio.h> en la sección de declaraciones de C a menos
que ya esté ahí.
Una vez que haya compilado el programa con las facilidades de traza, la
manera de solicitar una traza es almacenar un valor distinto de cero en
la variable yydebug. Puede hacer esto poniendo código C que lo
haga (en main, tal vez), o puede alterar el valor con un depurador
de C.
Cada paso tomado por el analizador cuando yydebug no es cero
produce una línea o dos de información de traza, escrita sobre stderr.
Los mensajes de traza le cuentan estas cosas:
yylex, qué tipo de token
ha sido leido.
Para hacerse una idea de esta información, ayuda el hacer referencia al listado del archivo producido por la opción `-v' de Bison (see section Invocando a Bison). Este archivo muestra el significado de cada estado en términos de posición en varias reglas, y también qué hará cada estado con cada token de entrada posible. A medida que lea los mensajes de traza sucesivos, puede ver que el analizador está fucionando de acuerdo a su especificación en el achivo del listado. Finalmente llegará al lugar donde sucede algo indeseable, y verá qué parte de la gramática es la culpable.
El archivo del analizador es un programa en C y puede utilizar depuradores de C con éste, pero no es fácil interpretar lo que está haciendo. La función del analizador es un intérprete de una máquina de estado finito, y aparte de las acciones éste ejecuta el mismo código una y otra vez. Solamente los valores de las variables muestran sobre qué lugar de la gramática se está trabajando.
La información de depuración normalmente da el tipo de token de
cada token leído, pero no su valor semántico. Puede opcionalmente
definir una macro llamada YYPRINT para facilitar una manera
de imprimir el valor. Si define YYPRINT, esta debería
tomar tres argumentos. El analizador pasará un flujo de
entrada/salida estandar, el valor numérico del tipo de token, y el
valor del token (de yylval).
Aquí hay un ejemplo de YYPRINT apropiado para la calculadora
multifunción (see section Declaraciones para mfcalc):
#define YYPRINT(file, type, value) yyprint (file, type, value)
static void
yyprint (file, type, value)
FILE *file;
int type;
YYSTYPE value;
{
if (type == VAR)
fprintf (file, " %s", value.tptr->name);
else if (type == NUM)
fprintf (file, " %d", value.val);
}
La manera habitual de invocar a Bison es la siguiente:
bison fichero-entrada
Aquí fichero-entrada es el nombre del fichero de la gramática, que normalmente termina en `.y'. El nombre del archivo del analizador se construye reemplazando el `.y' con `.tab.c'. Así, el nombre de fichero `bison foo.y' produce `foo.tab.c', y el nombre de fichero `bison hack/foo.y' produce `hack/foo.tab.c'.
Bison soporta las opciones tradicionales de una única letra y nombres de opción mnemónicos largos. Los nombres de opción largos se indican con `--' en lugar de `-'. Las abreviaciones para los nombres de opción se permiten siempre que sean únicas. Cuando una opción larga toma un argumento, como `--file-prefix', se conecta el nombre de la opcion con el argumento con `='.
Aquí hay una lista de opciones que puede utilizar con Bison, alfabetizadas por la opción corta.
YYSTYPE, además de unas
cuantas declaraciones de variables extern.
Si el archivo de salida del analizador se llama `name.c'
entonces este archivo se llama `name.h'.
Este archivo de salida es esencial si desea poner las definiciones
de yylex en un archivo fuente por separado, porque yylex
necesita ser capaz de hacer referencia a los códigos de tipo de token
y las variables yylval. See section Valores Semánticos de los Tokens.
#line del preprocesador en el fichero del
analizador. Normalmente Bison los pone en el archivo del analizador
de manera que el compilador de C y los depuradores asocien errores
con su fichero fuente, el achivo de la gramática. Esta opción
hace que asocien los errores con el archivo del analizador, tratándolo
como un archivo fuente independiente por derecho propio.
#define
y declaraciones de variables estáticas.
Esta opción también le dice a Bison que escriba el código C para
las acciones gramaticales en un archivo llamado `nombrefichero.act',
en la forma de un cuerpo encerrado entre llaves para formar una
sentencia switch.
yyparse, yylex, yyerror,
yynerrs, yylval, yychar y yydebug.
Por ejemplo, si utiliza `-p c', los nombres serán cparse,
clex, etc.
See section Múltiples Analizadores en el Mismo Programa.
%raw. See section Sumario de Declaraciones de Bison.
YYDEBUG en el achivo
del analizador, de manera que las facilidades de depuración sean
compiladas. See section Depurando Su Analizador.
bison -y $*
Aquí hay una lista de opciones, alfabetizada por la opcion larga, para ayudarle a encontrar la opción corta correspondiente.
La sintaxis de la línea de comandos para Bison sobre VMS es una variante de la sintaxis del comando de Bison usual--adaptada para ajustarse a las convenciones de VMS.
Para encontrar el equivalente VMS de cualquier opción de Bison, comience con la opción larga, y sustituya con `/' el `--' inicial, y sustituya con `_' cada `-' en el nombre de opción largo. Por ejemplo, la siguiente invocación bajo VMS:
bison /debug/name_prefix=bar foo.y
es equivalente al siguiente comando bajo POSIX.
bison --debug --name-prefix=bar foo.y
El sistema de archivos de VMS no permite nombre de ficheros tales como `foo.tab.c'. En el ejemplo anterior, el archivo de salida se llamaría `foo_tab.c'.
error
error llega a ser el token de preanálisis actual.
Las acciones correspondientes a error se ejecutan entonces, y el
token de preanálisis se reestablace al token que originalmente
provocó la violación.
See section Recuperación de Errores.
YYABORT
yyparse devuelva un 1 inmediatamente.
La función de informe de errores yyerror no se llama.
See section La Función del Analizador yyparse.
YYACCEPT
yyparse devuelva un 0 inmediatamente.
See section La Función del Analizador yyparse.
YYBACKUP
YYERROR
yyerror y entonces realiza una recuperación
de errores normal si es posible (see section Recuperación de Errores), o
(si la recuperación es imposible) hace que yyparse devuelva
un 1. See section Recuperación de Errores.
YYERROR_VERBOSE
#define en la sección de declaraciones
de Bison para solicitar cadenas de mensajes de errores amplias, específicas
cuando se llame a yyerror.
YYINITDEPTH
YYLEX_PARAM
yyparse los pase a yylex. See section Convenciones de Llamada para Analizadores Puros.
YYLTYPE
yylloc; una estructura con
cuatro componentes. See section Posiciones en el Texto de los Tokens.
yyltype
YYMAXDEPTH
YYPARSE_PARAM
yyparse
debería aceptar. See section Convenciones de Llamada para Analizadores Puros.
YYRECOVERING
YYSTYPE
int
por defecto. See section Tipos de Datos para Valores Semánticos.
yychar
yyparse.) Las acciones de las reglas de
recuperación de errores podrían examinar esta variable.
See section Propiedades Especiales para su Uso en Acciones.
yyclearin
yydebug
yydebug un valor distinto de cero, el analizador sacará
información a cerca de los símbolos de entrada y acciones del
analizador. See section Depurando Su Analizador.
yyerrok
yyerror
yyparse
ante un error. La función recibe un argumento, un puntero a una
cadena de caracteres conteniendo un mensaje de error.
See section La Función de Informe de Errores yyerror.
yylex
yylex.
yylval
yylex debería poner el
valor semántico asociado con un token. (En un analizador puro,
es una variable local dentro de yyparse, y su dirección se
le pasa a yylex.) See section Valores Semánticos de los Tokens.
yylloc
yylex debería poner el número
de línea y columna asociado a un token. (En un analizador puro,
es una variable local dentro de yyparse, y su dirección se
le pasa a yylex.) Puede ignorar esta variable si no utiliza
la propiedad `@' en las acciones gramaticales.
See section Posiciones en el Texto de los Tokens.
yynerrs
yyparse.) See section La Función de Informe de Errores yyerror.
yyparse
yyparse.
%left
%no_lines
#line
en el fichero del analizador. See section Sumario de Declaraciones de Bison.
%nonassoc
%prec
%pure_parser
%raw
%right
%start
%token
%token_table
%type
%union
Estos son los puntuadores y delimitadores utilizados en la entrada de Bison:
yylex.
if.
See section Lenguajes y Gramáticas independientes del Contexto.
mfcalc.
else
calc
else, balanceo del
mfcalc
rpcalc
primera línea, primera columna, última línea y última columna respectivamente
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