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Calculette_MADANIAbdenour_TRIOLETHugo.g4
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grammar Calculette_MADANIAbdenour_TRIOLETHugo;
/*
Calculette ANTLR4 / MVàP
- MADANI Abdenour
- TRIOLET Hugo
Notes :
- Nous avons à la fois implémenté les mots-clés anglais,
mais aussi les mots-clés en français (cf Lexer plus bas).
- Tous les tests du professeur sont passés avec succès.
- La gestion des floats est partielle : on ne peut pas
(encore) les stocker dans des variables.
*/
/* ############################# Imports ################################ */
@header {
import java.util.HashMap;
}
/* ####################### Variables globales ########################### */
@members {
// place de la pile à laquelle on stocke la variable
// et, au passage, nombre de variables
int place_variable = 0;
/* Renvoie la place de la prochaine variable disponible */
int placeProchaineVariable() {
return place_variable++;
}
// Adresse dans la pile
HashMap<String, Integer> adresse_pile = new HashMap<String, Integer>();
// Type des variables
HashMap<String, String> type_variable = new HashMap<String, String>();
int label_actuel = 0;
// Renvoie le prochain label disponible
String nouveauLabel() {
return Integer.toString(label_actuel++);
}
final String label_exp = nouveauLabel();
// si le symbole EXP est présent dans le code,
// on rajoute la fonction_exp, sinon on ne le fait pas
boolean symbole_exposant_present = false;
// code de la fonction exponentielle en MVAP
String fonction_exp() {
String label_while = nouveauLabel();
String label_return = nouveauLabel();
String code = "LABEL " + label_exp + "\n" +
"PUSHI 1\n" +
"STOREL -5\n" +
"LABEL " + label_while + "\n" +
"PUSHL -3\n" +
"PUSHI 0\n" +
"SUP\n" +
"JUMPF " + label_return + "\n" +
"PUSHL -5\n" +
"PUSHL -4\n" +
"MUL\n" +
"STOREL -5\n" +
"PUSHL -3\n" +
"PUSHI 1\n" +
"SUB\n" +
"STOREL -3\n" +
"JUMP " + label_while + "\n" +
"LABEL " + label_return + "\n" +
"RETURN\n";
return code;
}
// nos fonctions built-in qu'on rajoute à chaque code MVAP
// pour l'instant : juste l'exposant entier
String fonctions_builtin() {
String label_debut = nouveauLabel();
String code = new String();
code += "JUMP " + label_debut + "\n";
if (symbole_exposant_present) {
code += fonction_exp();
}
code += "LABEL " + label_debut + "\n";
return code;
}
}
/* ############################ PARSER ############################### */
/* ----------------------------------------------------------------------
# Règle d'entrée de la grammaire (start)
---------------------------------------------------------------------- */
calcul returns [String code]
@init {$code = new String();}
@after {
for (int i = 0; i < place_variable; i++) {
$code += "POP\n"; // on pop toutes les variables de la pile
}
$code += "HALT\n";
$code = fonctions_builtin() + $code;
System.out.println($code);
}
: (declaration fin_instruction+ {$code += $declaration.code;})*
(instruction fin_instruction+ {$code += $instruction.code;})*
EOF
;
/* ----------------------------------------------------------------------
# Déclaration de variable.
Syntaxes acceptées :
int x;
int x, y, z;
int x,
y;
int x = 42;
---------------------------------------------------------------------- */
declaration returns [String code]
@init {
$code = new String();
}
: TYPE (id=IDENTIFIANT VIRGULE NEWLINE* {
adresse_pile.put($id.text, placeProchaineVariable());
type_variable.put($id.text, $TYPE.text);
$code += "PUSHI 0\n";
})*
id=IDENTIFIANT {
adresse_pile.put($id.text, placeProchaineVariable());
type_variable.put($id.text, $TYPE.text);
$code += "PUSHI 0\n";
}
| TYPE id=IDENTIFIANT EGAL expr {
adresse_pile.put($id.text, placeProchaineVariable());
type_variable.put($id.text, $TYPE.text);
$code += "PUSHI 0\n";
$code += $expr.code;
$code += "STOREG " + adresse_pile.get($id.text) + "\n";
}
;
/* ----------------------------------------------------------------------
# Bloc d'instructions
(utilisé uniquement dans les structures (if, do while, ...))
Syntaxes:
{
instructions;
}
{instructions;}
---------------------------------------------------------------------- */
bloc_instructions returns [String code]
@init {
$code = new String();
}
: L_ACCOLADE NEWLINE*
(instruction fin_instruction+ {$code += $instruction.code;})+
R_ACCOLADE
;
/* ----------------------------------------------------------------------
# Instruction unique
---------------------------------------------------------------------- */
instruction returns [String code]
: affectation {$code = $affectation.code;}
| fonction_builtin {$code = $fonction_builtin.code;}
| structure_conditionnelle {$code = $structure_conditionnelle.code;}
| boucle {$code = $boucle.code;}
// Une instruction qui ne contient qu'une expr est inutile
// et sans effet de bord : on POP donc le résultat de celle-ci.
| expr {$code = $expr.code + "POP\n";}
;
/* ----------------------------------------------------------------------
# Structure conditionnelle
---------------------------------------------------------------------- */
structure_conditionnelle returns [String code]
: structure_if {$code = $structure_if.code;}
;
/* ----------------------------------------------------------------------
# If / Else
Syntaxes :
if (cond) instruction;
if (cond) instruction else instruction
if (cond) instruction
else instruction
if (cond) {instructions;}
if (cond) {
instructions;
} else {
instructions;
}
if (cond) {
instructions;
} else if (cond) {
instructions;
} else {
instructions;
}
---------------------------------------------------------------------- */
structure_if returns [String code]
@init {
String instruction_if = new String();
String instruction_else = new String();
String label_if = nouveauLabel();
String label_else = nouveauLabel();
}
: IF L_PARENTHESE expr_bool R_PARENTHESE NEWLINE*
(bloc_instructions {instruction_if += $bloc_instructions.code;}
| instruction POINT_VIRGULE? {instruction_if += $instruction.code;}
) NEWLINE*
(ELSE NEWLINE*
(bloc_instructions {instruction_else += $bloc_instructions.code;}
| instruction POINT_VIRGULE? {instruction_else += $instruction.code;}
| structure_if {instruction_else += $structure_if.code;}
))? {
$code = $expr_bool.code;
$code += "JUMPF " + label_if + "\n";
$code += instruction_if;
if (instruction_else != "") {$code += "JUMP " + label_else + "\n";}
$code += "LABEL " + label_if + "\n";
if (instruction_else != "") {
$code += instruction_else;
$code += "LABEL " + label_else + "\n";
}
}
;
/* ----------------------------------------------------------------------
# Boucles
---------------------------------------------------------------------- */
boucle returns [String code]
: boucle_do_while {$code = $boucle_do_while.code;}
| boucle_while {$code = $boucle_while.code;}
;
/* ----------------------------------------------------------------------
# Do While
Syntaxes :
do instruction while (cond)
do instruction;
while (cond)
do {instructions;} while (cond)
do {
instructions;
} while (cond)
---------------------------------------------------------------------- */
boucle_do_while returns [String code]
@init {
String code_instruction = new String();
}
: DO NEWLINE* (bloc_instructions {code_instruction += $bloc_instructions.code;}
| instruction POINT_VIRGULE? {code_instruction += $instruction.code;}) NEWLINE*
WHILE L_PARENTHESE expr_bool R_PARENTHESE {
String label_instructions = nouveauLabel(); // instructions du do while
String label_condition = nouveauLabel(); // vérification de la condition
String label_fin = nouveauLabel(); // fin du do while
$code = "JUMP " + label_instructions + "\n";
$code += "LABEL " + label_condition + "\n";
$code += $expr_bool.code;
$code += "JUMPF" + label_fin + "\n";
$code += "LABEL " + label_instructions + "\n";
$code += code_instruction;
$code += "JUMP " + label_condition + "\n";
$code += "LABEL " + label_fin + "\n";
}
;
/* ----------------------------------------------------------------------
# While
Syntaxes :
todo
---------------------------------------------------------------------- */
boucle_while returns [String code]
@init {
String code_instruction = new String();
}
: WHILE L_PARENTHESE expr_bool R_PARENTHESE NEWLINE*
(bloc_instructions {code_instruction += $bloc_instructions.code;}
| instruction POINT_VIRGULE? {code_instruction += $instruction.code;}) {
String label_instructions = nouveauLabel(); // instructions du while
String label_condition = nouveauLabel(); // vérification de la condition
String label_fin = nouveauLabel(); // fin du while
$code += "LABEL " + label_condition + "\n";
$code += $expr_bool.code;
$code += "JUMPF" + label_fin + "\n";
$code += "LABEL " + label_instructions + "\n";
$code += code_instruction;
$code += "JUMP " + label_condition + "\n";
$code += "LABEL " + label_fin + "\n";
}
;
/* ----------------------------------------------------------------------
# For
Syntaxes :
todo
---------------------------------------------------------------------- */
boucle_for returns [String code]
@init {
String code_instruction = new String();
}
: FOR L_PARENTHESE
initialisation=instruction POINT_VIRGULE
condition=expr_bool POINT_VIRGULE
fin_tour_boucle=instruction
R_PARENTHESE NEWLINE*
(bloc_instructions {code_instruction += $bloc_instructions.code;}
| instruction POINT_VIRGULE? {code_instruction += $instruction.code;}) {
String label_instructions = nouveauLabel(); // instructions du while
String label_condition = nouveauLabel(); // vérification de la condition
String label_fin = nouveauLabel(); // fin du while
$code += $initialisation.code;
$code += "LABEL " + label_condition + "\n";
$code += $condition.code;
$code += "JUMPF" + label_fin + "\n";
$code += "LABEL " + label_instructions + "\n";
$code += code_instruction;
$code += $fin_tour_boucle.code;
$code += "JUMP " + label_condition + "\n";
$code += "LABEL " + label_fin + "\n";
}
;
/* ----------------------------------------------------------------------
# Fonctions
---------------------------------------------------------------------- */
declaration_fonction returns [String code]
@init {
// todo: liste des arguments
String code_instruction = new String();
// todo: type de retour
// todo pour gérer les identifiants de variables locales
// mettre des strings commençant par un chiffre
// on a une méthode comme nouveauLabel
// qui permet d'obtenir un nouveau "préfixe" pour
// la portée locale
// (bloc instructions et fonctions)
// par exemple si on a une fonction
// f ( x )
// on fait contexte = nouveauPrefixe()
// et on a le préfixe de f qui est contexte
// ainsi, dans la HashMap des variables,
// on suppose que contexte = "42"
// x est identifié par "42-x"
}
: TYPE nom_fonction=IDENTIFIANT L_PARENTHESE
((TYPE IDENTIFIANT VIRGULE)* TYPE IDENTIFIANT)*
R_PARENTHESE L_ACCOLADE
bloc_instructions {code_instruction += $bloc_instructions.code;}
R_ACCOLADE {$code = "";}
;
/* ----------------------------------------------------------------------
# Fonctions Built-in
---------------------------------------------------------------------- */
fonction_builtin returns [String code]
: print {$code = $print.code;}
| read {$code = $read.code;}
;
/* ----------------------------------------------------------------------
# Print
Syntaxes :
print(x)
print(x, y, z)
printf(epsilon) // epsilon est un float
---------------------------------------------------------------------- */
print returns [String code]
@init {
$code = new String();
String code_arguments = new String();
String code_affichage = "WRITE\nPOP\n";
String code_affichage_float = "WRITEF\nPOP\nPOP\n";
}
: PRINT L_PARENTHESE
(expr VIRGULE {$code += $expr.code + code_affichage;})* e=expr
R_PARENTHESE {
$code += $e.code + code_affichage;
}
// code à part pour les floats
| PRINT_FLOAT L_PARENTHESE
(expr_float VIRGULE {$code += $expr_float.code + code_affichage;})* f=expr_float
R_PARENTHESE {
$code += $f.code + code_affichage_float;
}
;
/* ----------------------------------------------------------------------
# Read
Syntaxes :
read(x)
---------------------------------------------------------------------- */
read returns [String code]
: READ L_PARENTHESE id=IDENTIFIANT R_PARENTHESE {
$code = "READ\n";
$code += "STOREG " + adresse_pile.get($id.text) + "\n";
}
;
/* ----------------------------------------------------------------------
# Affectations
Syntaxes :
x = 5
x = 3 * x
x += 1
x *= 2
x++
---------------------------------------------------------------------- */
affectation returns [String code]
: id=IDENTIFIANT EGAL expr {
$code = $expr.code;
$code += "STOREG " + adresse_pile.get($id.text) + "\n";
}
| raccourci_affectation {$code = $raccourci_affectation.code;}
| incr_ou_decr {$code = $incr_ou_decr.code;}
;
/* ----------------------------------------------------------------------
# Raccourcis d'affectation
Syntaxes :
x += 42
x -= 42
x *= 42
x /= 1
---------------------------------------------------------------------- */
raccourci_affectation returns [String code]
: id=IDENTIFIANT operateur=(PLUS | MOINS | MUL_OU_DIV) EGAL expr {
$code = "PUSHG " + adresse_pile.get($id.text) + "\n";
$code += $expr.code;
$code += $operateur.getText() + "\n";
$code += "STOREG " + adresse_pile.get($id.text) + "\n";
}
;
/* ----------------------------------------------------------------------
# Incrémentation / Décrémentation
Syntaxes :
x++
x--
---------------------------------------------------------------------- */
incr_ou_decr returns [String code]
: id=IDENTIFIANT operateur=(INCREMENTATION | DECREMENTATION) {
$code = "PUSHG " + adresse_pile.get($id.text) + "\n";
$code += "PUSHI 1\n";
$code += $operateur.getText() + "\n";
$code += "STOREG " + adresse_pile.get($id.text) + "\n";
}
;
/* ----------------------------------------------------------------------
# Expression (arithmétique OU booléenne)
Les floats sont gérés à part pour l'instant.
---------------------------------------------------------------------- */
expr returns [String code]
: expr_arith {$code = $expr_arith.code;}
| expr_bool {$code = $expr_bool.code;}
;
/* ----------------------------------------------------------------------
# Expression arithmétique
La division et multiplication ont la même priorité.
L'exposant est associatif à droite, càd :
a^b^c => on évalue a^(b^c)
a^b^c^d => on évalue a^(b^(c^d))
exposant : x^y ou x**y (comme en Python)
---------------------------------------------------------------------- */
expr_arith returns [String code]
: L_PARENTHESE a=expr_arith R_PARENTHESE {$code = $a.code;}
//todo: gérer les exposants négatifs
| <assoc=right> a=expr_arith EXP b=expr_arith {
$code = "PUSHI 0\n";
$code += $a.code + $b.code;
$code += "CALL " + label_exp + "\n";
$code += "POP\nPOP\n";
symbole_exposant_present = true;
}
| a=expr_arith MUL_OU_DIV b=expr_arith {$code = $a.code + $b.code + $MUL_OU_DIV.getText() + "\n";}
| a=expr_arith PLUS b=expr_arith {$code = $a.code + $b.code + $PLUS.getText() + "\n";}
| a=expr_arith MOINS b=expr_arith {$code = $a.code + $b.code + $MOINS.getText() + "\n";}
| MOINS L_PARENTHESE a=expr_arith R_PARENTHESE {$code = $a.code + "PUSHI -1\n" + "MUL\n";}
| nombre_entier {$code = $nombre_entier.code;}
| id=IDENTIFIANT {$code = "PUSHG " + adresse_pile.get($id.text) + "\n";}
| MOINS id=IDENTIFIANT {$code = "PUSHG " + adresse_pile.get($id.text) + "\n" + "PUSHI -1\n" + "MUL\n";}
;
/* ----------------------------------------------------------------------
# Nombre entier (positif ou négatif)
---------------------------------------------------------------------- */
nombre_entier returns [String code]
: MOINS ENTIER {$code = "PUSHI " + -$ENTIER.int + "\n";}
| ENTIER {$code = "PUSHI " + $ENTIER.int + "\n";}
;
/* ----------------------------------------------------------------------
# Expression booléenne
---------------------------------------------------------------------- */
expr_bool returns [String code]
: L_PARENTHESE a=expr_bool R_PARENTHESE {$code = $a.code;}
// (not a) === (1 - a)
| NOT a=expr_bool {
$code = "PUSHI 1\n" + $a.code + "SUB\n";
}
| c=expr_arith OP_COMPARAISON d=expr_arith {
$code = $c.code + $d.code + $OP_COMPARAISON.text + "\n";
}
// (a and b) === (a * b)
| a=expr_bool AND b=expr_bool {
$code = $a.code + $b.code + "MUL\n";
}
// (a or b) === ((a+b) <> 0)
| a=expr_bool OR b=expr_bool {
$code = $a.code + $b.code + "ADD\n";
$code += "PUSHI 0\n" + "NEQ\n";
}
// (a xor b) === (a <> b)
| a=expr_bool XOR b=expr_bool {
$code = $a.code + $b.code + "NEQ\n";
}
| BOOLEEN {$code = "PUSHI " + $BOOLEEN.getText() + "\n";}
| id=IDENTIFIANT {$code = "PUSHG " + adresse_pile.get($id.text) + "\n";}
;
/* ----------------------------------------------------------------------
# Expression flottante
---------------------------------------------------------------------- */
expr_float returns [String code]
: L_PARENTHESE a=expr_float R_PARENTHESE {$code = $a.code;}
| a=expr_float MUL_OU_DIV b=expr_float {$code = $a.code + $b.code + "F" + $MUL_OU_DIV.getText() + "\n";}
| a=expr_float PLUS b=expr_float {$code = $a.code + $b.code + "F" + $PLUS.getText() + "\n";}
| a=expr_float MOINS b=expr_float {$code = $a.code + $b.code + "F" + $MOINS.getText() + "\n";}
| MOINS L_PARENTHESE a=expr_float R_PARENTHESE {$code = "PUSHF 0.0\n" + $a.code + "FSUB\n";}
| nombre_float {$code = $nombre_float.code;}
;
/* ----------------------------------------------------------------------
# Nombre flottant
---------------------------------------------------------------------- */
nombre_float returns [String code]
: MOINS FLOAT {$code = "PUSHF 0.0\n" + "PUSHF " + Float.parseFloat($FLOAT.text) + "\nFSUB\n";}
| FLOAT {$code = "PUSHF " + Float.parseFloat($FLOAT.text) + "\n";}
;
/* ----------------------------------------------------------------------
# Fin d'instruction
---------------------------------------------------------------------- */
fin_instruction
: NEWLINE | POINT_VIRGULE
;
/* ############################# LEXER ############################### */
/* ----------------------------------------------------------------------
# Fin instruction
---------------------------------------------------------------------- */
NEWLINE : BACKSLASH_R? BACKSLASH_N;
fragment BACKSLASH_N : '\n';
fragment BACKSLASH_R : '\r';
POINT_VIRGULE : ';';
/* ----------------------------------------------------------------------
# Autres
---------------------------------------------------------------------- */
VIRGULE : ',';
POINT : '.';
/* ----------------------------------------------------------------------
# Mise en page
---------------------------------------------------------------------- */
WHITESPACE : (ESPACE | TAB)+ -> skip;
fragment ESPACE : ' ';
fragment TAB : '\t';
/* ----------------------------------------------------------------------
# Nombres
Syntaxes float :
1.0
1e3 // 1000.000
4.2e1 // 42.000
-(-4.2e1) // 42.000
---------------------------------------------------------------------- */
ENTIER : CHIFFRE+; // todo: les nombres commençant par 0 exemple : "042" ?
FLOAT : CHIFFRE+ POINT CHIFFRE+ | CHIFFRE+ (POINT CHIFFRE+)? FLOAT_EXPONENT MOINS? CHIFFRE+;
fragment CHIFFRE : ('0'..'9');
fragment FLOAT_EXPONENT : 'e';
/* ----------------------------------------------------------------------
# Booléens
---------------------------------------------------------------------- */
BOOLEEN : TRUE { setText("1"); } | FALSE { setText("0"); };
fragment TRUE : 'true';
fragment FALSE : 'false';
/* ----------------------------------------------------------------------
# Parenthèses
---------------------------------------------------------------------- */
L_PARENTHESE : '(';
R_PARENTHESE : ')';
L_ACCOLADE : '{';
R_ACCOLADE : '}';
/* ----------------------------------------------------------------------
# Commentaires
Syntaxes :
// commentaire
/* commentaire
sur plusieurs lignes*/
/* ------------------------------------------------------------------- */
COMMENTAIRE
: (L_COMMENT .*? R_COMMENT
// ANTLR4: on ne peut pas mettre de tokens dans les sets avec un '~' devant
// -> on est obligé de mettre \n plutôt que BACKSLASH_N dans SLASH_COMMENT.
| SLASH_COMMENT .*? ~('\n' | '\r')*
) -> skip
;
fragment SLASH_COMMENT : '//';
fragment L_COMMENT : '/*';
fragment R_COMMENT : '*/';
/* ----------------------------------------------------------------------
# Opérations arithmétiques
---------------------------------------------------------------------- */
MUL_OU_DIV
: SYMBOLE_FOIS { setText("MUL"); }
| SYMBOLE_DIV { setText("DIV"); }
;
EXP : '^' | SYMBOLE_FOIS SYMBOLE_FOIS;
PLUS : SYMBOLE_PLUS { setText("ADD"); };
MOINS : SYMBOLE_MOINS { setText("SUB"); };
fragment SYMBOLE_PLUS : '+';
fragment SYMBOLE_MOINS : '-';
fragment SYMBOLE_FOIS : '*';
fragment SYMBOLE_DIV : '/';
/* ----------------------------------------------------------------------
# Symboles d'affectation
---------------------------------------------------------------------- */
EGAL : '='; // égal d'affectation
INCREMENTATION : SYMBOLE_PLUS SYMBOLE_PLUS { setText("ADD"); };
DECREMENTATION : SYMBOLE_MOINS SYMBOLE_MOINS { setText("SUB"); };
/* ----------------------------------------------------------------------
# Opérateurs de comparaison
---------------------------------------------------------------------- */
OP_COMPARAISON
: '==' { setText("EQUAL"); }
| '<>' { setText("NEQ"); }
| '<=' { setText("INFEQ"); }
| '<' { setText("INF"); }
| '>=' { setText("SUPEQ"); }
| '>' { setText("SUP"); }
;
/* ----------------------------------------------------------------------
# Opérateurs booléens
---------------------------------------------------------------------- */
AND : 'and';
OR : 'or';
OR_LAZY : 'or_lazy';
XOR : 'xor';
NOT : 'not';
/* ----------------------------------------------------------------------
# Déclaration de variables
---------------------------------------------------------------------- */
TYPE : INT | BOOL_TYPE | FLOAT_TYPE;
INT : 'int';
BOOL_TYPE : 'bool';
FLOAT_TYPE : 'float';
/* ----------------------------------------------------------------------
# Structures de contrôle et boucles
---------------------------------------------------------------------- */
IF : 'if' | 'si';
ELSE : 'else' | 'sinon';
WHILE : 'while' | 'tantque';
FOR : 'for' | 'pour';
DO : 'do' | 'repeter';
/* ----------------------------------------------------------------------
# Fonctions built-in d'entrées/sorties
PRINT_FLOAT sert à afficher les floats.
---------------------------------------------------------------------- */
PRINT : 'print' | 'afficher';
READ : 'read' | 'lire';
PRINT_FLOAT : 'printf' | 'afficherf';
/* ----------------------------------------------------------------------
# Identifiant (variables, pourrait servir aux noms de fonction)
/!\ Important : à placer après tous les mots-clés.
Syntaxes possibles:
x
variable
variable123
CONSTANTE
NouvelleClasse
nomVariable
camelCase
snake_case
_private
---------------------------------------------------------------------- */
IDENTIFIANT : (LETTRE | UNDERSCORE) (LETTRE | CHIFFRE | UNDERSCORE)*;
fragment LETTRE : [a-z] | [A-Z];
fragment UNDERSCORE : '_';
/* ----------------------------------------------------------------------
# Non mentionné dans le Lexer : on skip.
---------------------------------------------------------------------- */
UNMATCH : . -> skip;