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blobb07983a89ab38da5e24d5f18eece32fa9033905c
1 /// \page interop Interacting with the Generated Code
2 ///
3 /// \section intro Introduction
4 ///
5 /// The main way to interact with the generated code is via action code placed within <code>{</code> and
6 /// <code>}</code> characters in your rules. In general, you are advised to keep the code you embed within
7 /// these actions, and the grammar itself to an absolute minimum. Rather than embed code directly in your
8 /// grammar, you should construct an API, that is called from the actions within your grammar. This way
9 /// you will keep the grammar clean and maintainable and separate the code generators or other code
10 /// from the definition of the grammar itself.
11 ///
12 /// However, when you wish to call your API functions, or insert small pieces of code that do not 
13 /// warrant external functions, you will need to access elements of tokens, return elements from 
14 /// parser rules and perhaps the internals of the recognizer itself. The C runtime provides a number
15 /// of MACROs that you can use within your action code. It also provides a number of performant
16 /// structures that you may find useful for building symbol tables, lists, tries, stacks, arrays and so on (all
17 /// of which are managed so that your memory allocation problems are minimized.)
18 ///
19 /// \section rules Parameters and Returns from Parser Rules
20 ///
21 /// The C target does not differ from the Java target in any major ways here, and you should consult
22 /// the standard documentation for the use of parameters on rules and the returns clause. You should
23 /// be aware though, that the rules generate C function calls and therefore the input and returns
24 /// clauses are subject to the constraints of C scoping.
25 ///
26 /// You should note that if your parser rule returns more than a single entity, then the return
27 /// type of the generated rule function is a struct, which is returned by value. This is also the case
28 /// if your rule is part of a tree building grammar (uses the <code>output=AST;</code> option.
29 ///
30 /// Other than the notes above, you can use any pre-declared type as an input or output parameter
31 /// for your rule. 
32 ///
33 /// \section memory Memory Management
34 ///
35 /// You are responsible for allocating and freeing any memory used by your own
36 /// constructs, ANTLR will track and release any memory allocated internally for tokens, trees, stacks, scopes
37 /// and so on. This memory is returned to the malloc pool when you call the free method of any
38 /// ANTLR3 produced structure.
39 ///
40 /// For performance reasons, and to avoid thrashing the malloc allocation system, memory for amy elements
41 /// of your generated parser is allocated in chunks and parcelled out by factories. For instance memory
42 /// for tokens is created as an array of tokens, and a token factory hands out the next available slot
43 /// to the lexer. When you free the lexer, the allocated memory is returned to the pool. The same applies
44 /// to 'strings' that contain the token text and various other text elements accessed within the lexer.
45 ///
46 /// The only side effect of this is that after your parse and analysis is complete, if you wish to retain
47 /// anything generated automatically, you must copy it before freeing the recognizer structures. In practice
48 /// it is usually practical to retain the recognizer context objects until your processing is complete or
49 /// to use your own allocation scheme for generating output etc.
50 ///
51 /// The advantage of using object factories is of course that memory leaks and accessing de-allocated
52 /// memory are bugs that rarely occur within the ANTLR3 C runtime. Further, allocating memory for 
53 /// tokens, trees and so on is very fast.
54 ///
55 /// \section ctx The CTX Macro
56 ///
57 /// The CTX macro is a fundamental parameter that is passed as the first parameter to any generated function
58 /// concerned with your lexer, parser, or tree parser. The is is the context pointer for your generated
59 /// recognizer and is how you invoke the generated functions, and access the data embedded within your generated
60 /// recognizer. While you can use it to directly access stacks, scopes and so on, this is not really recommended
61 /// as you should use the $xxx references that are available generically within ANTLR grammars.
62 ///
63 /// The context pointer is used because this removes the need for any global/static variables at all, either
64 /// within the generated code, or the C runtime. This is of course fundamental to creating free threading
65 /// recognizers. Wherever a function call or rule call required the ctx parameter, you either reference it
66 /// via the CTX macro, or the ctx parameter is in fact the return type from calling the 'constructor'
67 /// function for your parser/lexer/tree parser (see code example in "How to build Generated Code" .)
68 ///
69 /// \section macros Pre-Defined convenience MACROs 
70 ///
71 /// While the author is not fond of using C MACROs to hide code or structure access, in the case of generated
72 /// code, they serve two useful purposes. The first is to simplify the references to internal constructs,
73 /// the second is to facilitate the change of any internal interface without requiring you to port grammars
74 /// from earlier versions (just regenerate and recompile). As of release 3.1, these macros are stable and
75 /// will only change their usage interface in the event of bugs being discovered. You are encouraged to 
76 /// use these macros in your code, rather than access the raw interface.
77 ///
78 /// \bNB: Macros that act like statements must be terminated with a ';'. The macro body does not
79 /// supply this, nor should it. Macros that call functions are declared with () even if they
80 /// have no parameters, macros that reference fields do not have a () declaration.
81 ///
82 /// \section lexermacros Lexer Macros
83 ///
84 /// There are a number of macros that are useful exclusively within lexer rules. There are additional
85 /// macros, common to all recognizer, and these are documented in the section Common Macros.
86 ///
87 /// \subsection lexer LEXER
88 ///
89 /// The <code>LEXER</code> macro returns a pointer to the base lexer object, which is of type #pANTLR3_LEXER. This is
90 /// not the pointer to your generated lexer, which is supplied by the CTX macro,
91 /// but to the common implementation of a lexer interface,
92 /// which is supplied to all generated lexers.
93 ///
94 /// \subsection lexstate LEXSTATE
95 ///
96 /// Provides a pointer to the lexer shared state structure, which is where the tokens for a
97 /// rule are constructed and the status elements of the lexer are kept. This pointer is of type
98 /// #pANTLR3_RECOGNIZER_SHARED_STATE.In general you should only access elements of this structure
99 /// if there is not already another MACRO or standard $xxxx antlr reference that refers to it.
101 /// \subsection la LA(n)
103 /// The <code>LA</code> macro returns the character at index n from the current input stream index. The return 
104 /// type is #ANTLR3_UINT32. Hence <code>LA(1)</code> returns the character at the current input position (the
105 /// character that will be consumed next), <code>LA(-1)</code> returns the character that has just been consumed
106 /// and so on. The <code>LA(n)</code> macro is useful for constructing semantic predicates in lexer rules. The
107 /// reference <code>LA(0)</code> is undefined and will cause an error in your lexer.
109 /// \subsection getcharindex GETCHARINDEX()
111 /// The <code>GETCHARINDEX</code> macro returns the index of the current character position as a 0 based
112 /// offset from the start of the input stream. It returns a value type of #ANTLR3_UINT32.
114 /// \subsection getline GETLINE()
116 /// The <code>GETLINE</code> macro returns the line number of current character (<code>LA(1)</code> in the input
117 /// stream. It returns a value type of #ANTLR3_UINT32. Note that the line number is incremented
118 /// automatically by an input stream when it sees the input character '\n'. The character that causes
119 /// the line number to increment can be changed by calling the SetNewLineChar() method on the input
120 /// stream before invoking the lexer and after creating the input stream.
122 /// \subsection gettext GETTEXT()
124 /// The <code>GETTEXT</code> macro returns the text currently matched by the lexer rule. In general you should use the
125 /// generic $text reference in ANTLR to retrieve this. The return type is a reference type of #pANTLR3_STRING
126 /// which allows you to manipulate the text you have retrieved (\b NB this does not change the input stream
127 /// only the text you copy from the input stream when you use this MACRO or $text). 
129 /// The reference $text->chars or GETTEXT()->chars will reference a pointer to the '\\0' terminated character
130 /// string that the ANTLR3 #pANTLR3_STRING represents. String space is allocated automatically as well as
131 /// the structure that holds the string. The #pANTLR3_STRING_FACTORY associated with the lexer handles this
132 /// and when you close the lexer, it will automatically free any space allocated for strings and their structures.
134 /// \subsection getcharpositioninline GETCHARPOSITIONINLINE()
136 /// The <code>GETCHARPOSITIONINLINE</code> returns the zero based offset of character <code>LA(1)</code> 
137 /// from the start of the current input line. See the macro <code>GETLINE</code> for details on what the 
138 /// line number means.
140 /// \subsection emit EMIT()
142 /// The macro <code>EMIT</code> causes the text range currently matched to the lexer rule to be emitted
143 /// immediately as the token for the rule. Subsequent text is matched but ignored. The type used for the
144 /// the token is the name of the lexer rule or, if you have change this by using $type = XXX;, the type
145 /// XXX is used.
147 /// \subsection emitnew EMITNEW(t)
149 /// The macro <code>EMITNEW</code> causes the supplied token reference <code>t</code> to be used as the
150 /// token emitted by the rule. The parameter <code>t </code> must be of type #pANTLR3_COMMON_TOKEN.
152 /// \subsection index INDEX()
153 /// 
154 /// The <code>INDEX</code> macro returns the current input position according to the input stream. It is not
155 /// guaranteed to be the character offset in the input stream but is instead used as a value
156 /// for marking and rewinding to specific points in the input stream. Use the macro <code>GETCHARINDEX()</code>
157 /// to find out the position of the <code>LA(1)</code> in the input stream.
159 /// \subsection pushstream PUSHSTREAM(str)
161 /// The <code>PUSHSTREAM</code> macro, in conjunction with the <code>POPSTREAM</code> macro (called internally in the runtime usually)
162 /// can be used to stack many input streams to the lexer, and implement constructs such as the C pre-processor
163 /// \#include directive. 
164 /// 
165 /// An input stream that is pushed on to the stack becomes the current input stream for the lexer and 
166 /// the state of the previous stream is automatically saved. The input stream will be automatically
167 /// popped from the stack when it is exhausted by the lexer. You may use the macro <code>POPSTREAM</code>
168 /// to return to the previous input stream prior to exhausting the currently stacked input stream.
170 /// Here is an example of using the macro in a lexer to implement the C \#include pre-processor directive:
172 /// \code
173 /// fragment
174 /// STRING_GUTS :       (~('\\'|'"') )* ;
176 /// LINE_COMMAND 
177 /// : '#' (' ' | '\t')*
178 ///     (
179 ///         'include' (' ' | '\t')+ '"' file = STRING_GUTS '"' (' ' | '\t')* '\r'? '\n'
180 ///             {
181 ///                 pANTLR3_STRING          fName;
182 ///                 pANTLR3_INPUT_STREAM    in;
183 /// 
184 ///                 // Create an initial string, then take a substring
185 ///                 // We can do this by messing with the start and end
186 ///                 // pointers of tokens and so on. This shows a reasonable way to
187 ///                 // manipulate strings.
188 ///                 //
189 ///                 fName = $file.text;
190 ///                 printf("Including file '\%s'\n", fName->chars);
191 /// 
192 ///                 // Create a new input stream and take advantage of built in stream stacking
193 ///                 // in C target runtime.
194 ///                 //
195 ///                 in = antlr3AsciiFileStreamNew(fName->chars);
196 ///                 PUSHSTREAM(in);
197 /// 
198 ///                 // Note that the input stream is not closed when it EOFs, I don't bother
199 ///                 // to do it here, but it is up to you to track streams created like this
200 ///                 // and destroy them when the whole parse session is complete. Remember that you
201 ///                 // don't want to do this until all tokens have been manipulated all the way through 
202 ///                 // your tree parsers etc as the token does not store the text it just refers
203 ///                 // back to the input stream and trying to get the text for it will abort if you
204 ///                 // close the input stream too early.
205 ///                 //
206 /// 
207 ///             }
208 ///             | (('0'..'9')=>('0'..'9'))+ ~('\n'|'\r')* '\r'? '\n'
209 ///         )
210 ///      {$channel=HIDDEN;}
211 ///     ;
212 /// \endcode
214 /// \subsection popstream POPSTREAM()
216 /// Assuming that you have stacked an input stream using the PUSHSTREAM macro, you can 
217 /// remove it from the stream stack and revert to the previous input stream. You should be careful
218 /// to pop the stream at an appropriate point in your lexer action, so you do not match characters
219 /// from one stream with those from another in the same rule (unless this is what you want to do)
221 /// \subsection settext SETTEXT(str)
223 /// A token manufactured by the lexer does not actually physically store the text from the
224 /// input stream to which it matches. The token string is instead created only if you ask for
225 /// the text. However if you wish to change the text that the token represents you can use
226 /// this macro to set it explicitly. Note that this does not change the input stream text
227 /// but associates the supplied #pANTLR3_STRING with the token. This string is then returned
228 /// when parser and tree parser reference the tokens via the $xxx.text reference.
230 /// \subsection user1 USER1 USER2 USER3 and CUSTOM
232 /// While you can create your own custom token class and have the lexer deal with this, this
233 /// is a lot of work compared to the trivial inheritance that can be achieved in the Java target.
234 /// In many cases though, all that is needed is the addition of a few data items such as an
235 /// integer or a pointer. Rather than require C programmers to create complicated structures
236 /// just to add a few data items, the C target provides a few custom fields in the standard
237 /// token, which will fulfil the needs of most lexers and parsers.
239 /// The token fields user1, user2, and user3 are all value types of #ANTLR_UINT32. In the
240 /// parser you can reference these fields directly from the token: <code>x=TOKNAME { $x->user1 ...</code>
241 /// but when you are building the token in the lexer, you must assign to the fields using the
242 /// macros <code>USER1</code>, <code>USER2</code>, or <code>USER3</code>. As in:
244 /// \code
245 /// LEXTOK: 'AAAAA' { USER1 = 99; } ;
246 /// \endcode
249 /// \section parsermacros Parser and Tree Parser Macros
251 /// \subsection parser PARSER
253 /// The <code>PARSER</code> macro returns a pointer to the base parser or tree parser object, which is of type #pANTLR3_PARSER
254 /// or #pANTLR3_TREE_PARSER . This is not the pointer to your generated parser, which is supplied by the <code>CTX</code> macro,
255 /// but to the common implementation of a parser or tree parser interface, which is supplied to all generated parsers.
257 /// \subsection index INDEX()
259 /// When used in the parser, the <code>INDEX</code> macro returns the position of the current
260 /// token ( LT(1) ) in the input token stream. It can be used for <code>MARK</code> and <code>REWIND</code> 
261 /// operations.
263 /// \subsection lt LT(n) and LA(n)
265 /// In the parser, the macro <code>LT(n)</code> returns the #pANTLR3_COMMON_TOKEN at offset <code>n</code> from
266 /// the current token stream input position. The macro <code>LA(n)</code> returns the token type of the token
267 /// at position <code>n</code>. The value <code>n</code> cannot be zero, and such a reference will return 
268 /// <code>NULL</code> and possibly cause an error. <code>LA(1)</code> is the token that is about to be
269 /// recognized and <code>LA(-1)</code> is the token that has just been recognized. Values of n that exceed the
270 /// limits of the token stream boundaries will return <code>NULL</code>.
272 /// \subsection psrstate PSRSTATE
274 /// Returns the shared state pointer of type #pANTLR3_RECOGNIZER_SHARED_STATE. This is not generally
275 /// useful to the grammar programmer as the useful elements have generic $xxx references built in to
276 /// ANTLR.
278 /// \subsection adaptor ADAPTOR
280 /// When building an AST via a parser, the work of constructing and manipulating trees is done
281 /// by a supplied adaptor class. The default class is usually fine for most tree operations but
282 /// if you wish to build your own specialized linked/tree structure, then you may need to reference
283 /// the adaptor you supply directly. The <code>ADAPTOR</code> macro returns the reference to the tree adaptor
284 /// which is always of type #pANTLR3_BASE_TREE_ADAPTOR, even if it is your custom adapter.
286 /// \section commonmacros Macros Common to All Recognizers
288 /// \subsection recognizer RECOGNIZER
290 /// Returns a reference type of #pANTRL3_BASE_RECOGNIZER, which is the base functionality supplied
291 /// to all recognizers, whether lexers, parsers or tree parsers. You can override methods in this
292 /// interface by installing your own function pointers (once you know what you are doing).
294 /// \subsection input INPUT
296 /// Returns a reference to the input stream of the appropriate type for the recognizer. In a lexer
297 /// this macro returns a reference type of #pANTLR3_INPUT_STREAM, in a parser this is type
298 /// #pANTLR3_TOKEN_STREAM and in a tree parser this is type #pANTLR3_COMMON_TREE_NODE_STREAM.
299 /// You can of course provide your own implementations of any of these interfaces.
300 /// 
301 /// \subsection mark MARK()
303 /// This macro will cause the input stream for the current recognizer to be marked with a
304 /// checkpoint. It will return a value type of #ANTLR3_MARKER which you can use as the 
305 /// parameter to a <code>REWIND</code> macro to return to the marked point in the input.
306 /// 
307 /// If you know you will only ever rewind to the last <code>MARK</code>, then you can ignore the return
308 /// value of this macro and just use the <code>REWINDLAST</code> macro to return to the last <code>MARK</code> that
309 /// was set in the input stream.
311 /// \subsection rewind REWIND(m)
313 /// Rewinds the appropriate input stream back to the marked checkpoint returned from a prior
314 /// MARK macro call and supplied as the parameter <code>m</code> to the <code>REWIND(m)</code> 
315 /// macro.
317 /// \subsection rewindlast REWINDLAST()
319 /// Rewinds the current input stream (character, tokens, tree nodes) back to the last checkpoint
320 /// marker created by a <code>MARK</code> macro call. Fails silently if there was no prior
321 /// <code>MARK</code> call.
323 /// \subsection seek SEEK(n)
325 /// Causes the input stream to position itself directly at offset <code>n</code> in the stream. Works for all
326 /// input stream types, both lexer, parser and tree parser.