GNU Bison er en fri og åpen parsergenerator for Unix og Unix-liknende operativsystemer. GNU Bison inngår i GNU-prosjektet og er tilgjengelig under GNU General Public License versjon 3, med unntak som tillater den genererte kode å bli brukt uten lisensen copyleft.
GNU Bison leser en spesifikasjon i en kontekstfri grammatikk, advarer mot tvetydigheter og genererer en parser i C, C++ eller Java. Parseren leser sekvensen av token og bestemmer hvorvidt sekvensen følger syntaksen som er spesifisert av grammatikken. Den genererte parser er plattformuavhengig, og er ikke avhengig av noen spesifikk kompilator. GNU Bison genererer LALR-parsere som standard, men kan også generere LR(1)-, IELR(1)- og GLR-parsere. Flex, som genererer leksikalske analysatorer, kan dele strømmen av innmatede data opp i token før de behandles av GNU Bison.
GNU Bison ble skapt i 1988 av Robert Corbett fra University of Berkeley; den 2. september 1989 lanserte han også parsergeneratoren Berkeley Yacc, og GNU Bison ble påvirket mye av tidligere versjoner av Berkeley Yacc. Richard Stallman gjorde programmet kompatibelt med POSIX og Yacc, men det har flere forbedringer i forhold til Yacc. Versjon 3.8.2 ble lansert 25. september 2021.
Historie Yacc
GNU Bison er en avlegger av Yacc – Yet Another Compiler Compiler. Yacc ble laget i 1971 av Stephen C. Johnson ved Bell Laboratories innenfor AT&T Corporation.Eric S. Raymond: Steve Johnson's reply, lists.gnu.org, 13. februar 2019 Yacc ble opprinnelig skrevet i programmeringsspråket B på en 36-biter stormaskin av typen Ge-635 fra General Electric, men ble raskt skrevet på nytt i C.
Yacc var i sin tur etterfølgeren til parsergeneratoren TMG (TransMoGrifier), som ble laget i 1964 for Multics, OS/360 og tidlige versjoner av UNIX.multicians.org - TMG, 2012-12-20 TMG ble i 1964 brukt til å utvikle EPL, som var en tidlig versjon av PL/I. I 1969 brukte Ken Thompson TMG for å lage programmeringsspråket B, og i 1970 brukte han også denne parsergeneratoren som et verktøy til å utvikle en Fortrankompilator på 18-biter minidatamaskinen PDP-7. TMG genererte rekursivt descendant parsere som er et særtilfelle av ovenfra-ned-parsere, mens Yacc genererte LALR-parsere.
Yacc var en del av den tidlige utviklingen av UNIX, og ble en del av Unix versjon 3 som ble lansert i februar 1973. Yacc hadde stor betydning i utbredelsen av UNIX, og ble brukt til å generere parsere for operativsystemet. Yacc ble brukt til utviklingen av Portable C Compiler (pcc) på midten av 1970-tallet. Stephen C. Johnson var opphavsmannen til både Yacc og pcc. En full beskrivelse av Yacc ble publisert i juli 1975. Yacc blir noen ganger skrevet YACC (med store bokstaver), men opphavsmannen brukte navneformen Yacc (med små bokstaver), deriblant i beskrivelsen som er gitt i Version 7 Unix Manual i januar 1979.
Omkring 1990 kom Yacc mer eller mindre ut av bruk, fordi parsergeneratorer med mindre restriktive lisenser og flere egenskaper var blitt tilgjengelige. I 2002 gjorde Caldera International kildekoden til Yacc på gamle versjoner av Unix – fra UNIX versjon 7 til UNIX/32V, åpent tilgjengelig. På denne tiden hadde Yacc lenge vært erstattet av GNU Bison selv på Yacc’s egne Unix-varianter.
Prefikset ya- (Yet Another) levde sitt eget liv lenge etter at Yacc kom ut av bruk. Et eksempel er Yahoo! (Yet Another Hierarchical Officious Oracle), som er navnet på et IT-selskap som ble opprettet i California i 1994. Et annet eksempel er installerings- og konfigureringsverktøyet YaST (Yet another Setup Tool) på SUSE Linux som ble lansert i 1996.
yacchack Yacc manglet evnen til å produsere innadgående parsere. Dette ble ordnet ved et sett med modifikasjoner, kalt yacchack, som ble publisert av Eric S. Raymond på USENET omkring 1983. Disse utvidelsene ble overflødige da parsergeneratorene zoo og Berkeley Yacc ble tilgjengelige noen få år senere.
Berkeley Yacc
Parsergeneratoren zoo ble skapt i 1985 av Robert Corbett ved University of California, Berkeley. Den 2. september 1989 skiftet den navn til Berkeley Yacc (byacc).
Berkeley Yacc hadde tre forbedringer i forhold til Yacc: Den genererte raskere parsere, den kunne generere innadgående parsere, og kildekoden var offentlig eiendom i stedet for å være under en proprietær lisens fra AT&T. Forbedret ytelse oppstod ved å implementere teknikker som Franklin DeRemer og Thomas Penello hadde beskrevet i deres avhandling om LALR-parsere fra 1982.
Bruken av byacc spredte seg raskt på grunn av dens liberale lisens. Da GNU Bison ble tilgjengelig, gikk likevel byacc ut av offentlig bruk.
zoo, Byson og GNU Bison Robert Corbett laget to beslektede LALR-parsergeneratorer i 1985, som begge benyttet teknikkene til DeRemer og Penello. Den ene var zoo, den andre var Byson. I 1987 begynte Richard Stallman å arbeide med Byson; han endret navnet til Bison og gjorde grensesnittet kompatibelt med Yacc.
Til forskjell fra Yacc, støttet Byson konstruksjonen @n. Denne ga tilgang til det innledende og det avsluttende linjenummer og til antall tegn knyttet til alle symbolene i den gjeldende regel. Kommandoen %expect n sa at konflikter ikke skulle nevnes hvis der er n skift/reduser konflikter og ingen reduser/reduser konflikter. I nyere versjoner av Bison, kan %expect og varianten %expect-rr anvendes på individuelle regler med reduser-reduser konflikter.
Senere versjoner av Bison tilføyde mange flere egenskaper, deriblant bedre feilmeldinger. Av disse kan vi merke oss at Yacc og Byson manglet tegnet ^ i feilmeldinger.
Sammenlignet med Yacc benytter Bison en raskere men mindre plass-effektiv koding for parsertabellene. og mer moderne teknikker for generering av mengden av lookahead. Dette har vært standard siden første versjon. Det har vært påstått at disse forskjeller stammer fra den temporære løsning som Johnson måtte benytte for å få den opprinnelige Yacc til å passe på 16-biter minidatamaskinen PDP-11.
Navngitte referanser, semantiske predikater, %locations, %glr-parser, %printer, %destructor, dumping av avfall til DOT, %parse-param, %lex-param, og dumping av avfall til XSLT, LAC og generering av IELR(1)-parsere er nytt i Bison.
Bison har også egenskaper for å støtte C++ som manglet i Yacc og Byson.
Alle tidligere Yacc-varianter, og lignende parsergeneratorer som genererte C-kode, ble gjort foreldet av Bison i 1995.
PLY, goyacc og ocamlyacc Yacc-konseptet har ofte blitt portert til andre programmeringsspråk. Noen av de tidligere porteringer er opphørt å eksistere sammen med språkene som ble brukt på dem; andre har blitt erstattet av parserskjeletter som leveres sammen med Bison.
Det finnes også uavhengige implementasjoner, deriblant David Beazley’s PLY (Python Lex-Yacc) for Python, goyacc for programmeringsspråket Go og Ocamlyacc for Objective Caml.
Operativsystemer GNU Bison har blitt portert til blant annet følgende operativsystemer: Linux MINIX MVSNewbie - MVS 3.8j TSO programming information, h390-mvs.yahoogroups.narkive.com, besøkt 1. juli 2017 OS/390Open Source Software for z/OS and OS/390 UNIX, IBM, 2002 z/OS SunOSISL Computing Software - SunOS, 5. mai 1999 SolarisOpenCSW: bison Solaris package, 2016 Illumos IRIXGeorg Schwarz: gnu bison 2.2 on IRIX 5.3, lists.gnu.org, 21. mai 2006 Tru64 UNIXNCO netCDF Operators, SourceForge.net, NCO on Tru64 UNIX, 1. desember 2003 DEC UltrixCompilers available for free via Internet, old.la1k.no, 4. april 1995 QNXBISON man page on QNX, Polarhome, 1999 Plan 9Yacc is Not Dead, research.swtch.com 6. desember 2010 SCO OpenServerThe SCO Group, Inc.: Release Notes GNU Utilities for OpenServer 6.0.0 6.0.0Da , 2009 Mach DYNIX Human68k UnixWareCaldera Skunkware Open Source Software , 19. juli 2001 AIXbison. GNU yacc replacement , Public Domain Software Library for AIX, 10. april 2006 HP-UXHP-UX Porting and Archiving Centre: GNU Bison parser generator, besøkt 23. februar 2016 Xenix LynxOS Mac OS XWhat's the deal with bison?, Apple Support Communities, 14. juli 2007 FreeBSDThe FreeBSD Ports Archive bison. A parser generator from FSF, (mostly) compatible with Yacc , 2007 OpenBSDOpenBSD/OCTEON , OSDN, 16. august 2010 NetBSDbison-3.0.4nb3. GNU yacc(1) replacement, pkgsrc.se, 9. juli 2016 DragonFly BSDbison - GNU Project parser generator (yacc replacement), DragonFly On-Line Manual Pages, april 2013 MS-DOS OS/2 Microsoft WindowsBison for Windows. Bison: Yacc-compatible parser generator. Version 2.4.1, gnuwin32.sourceforge.net, 4. mai 2009
Programvare generert ved hjelp av GNU Bison Eksempler på programmeringsspråk og annen programvare som er generert ved hjelp av GNU Bison:
RubyPat Shaughnessy: The Start of a Long Journey: How Ruby Parses and Compiles Your Code, 18. juni 2012 PHPMehdi Achour, Friedhelm Betz, Antony Dovgal, Nuno Lopes, Hannes Magnusson, Georg Richter, Damien Seguy, Jakub Vrana: Build Problems ¶, PHP Manual, 7. august 2016 GoBison, libraries.io, 23. mai 2016 GNU Octave GNU Pascal4.3 Compiling GPC, The GNU Pascal Manual, GNU CHILL i versjon 2.95 av GCC C++ i GNU Compiler Collection (GCC) forut for versjon 3.4 som utkom den 18. april 2004 GNU Ada i GCC forut for versjon 3.4 GNU Fortran i GCC forut for versjon 3.4 GNU Java forut for versjon 3.4 C og Objective C i GCC forut for versjon 4.1 som utkom den 28. februar 2006 Perl 5 versjon 5.10 eller høyerehttp://perldoc.perl.org/perl5100delta.html Unix-skallet og kommandospråket BashLinux From Scratch: Version 4.0. Bison Official Download Location Noteprogrammet LilyPondLilyPond — Contributor’s Guide v2.19.36-1, 10.2 LilyPond programming languages Structured Query Language (SQL) i databasene PostgreSQL, MySQL og MariaDB.MariaDB Corporation Ab: Build Environment Setup for Linux. Required tools, 2016
Eksempelprogram: Kalkulator Følgende eksempel viser hvordan GNU Bison og Flex kan brukes til å lage et enkelt kalkulatorprogram (kun addisjon og multiplikasjon) og et program for å skape et abstrakt syntakstre. De to neste filene sørger for definisjoner og implementasjon av syntakstreets funksjoner.
Expression.h /* * Expression.h * Definisjon av strukturen brukt til å bygge syntakstreet. */ #ifndef __EXPRESSION_H__ #define __EXPRESSION_H__
/** * Operasjonstyper */ typedef enum tagEOperationType { eVALUE, eMULTIPLY, ePLUS } EOperationType;
/** * Uttrykks-struktur */ typedef struct tagSExpression { EOperationType type;///< typen av operasjon
int value;///< gyldig bare hvis typen er eVALUE struct tagSExpression *left; ///< venstre side av treet struct tagSExpression *right;///< høyre side av treet } SExpression;
/** * Skapelse av en identifikator * Parameteren er tallverdien * Funksjonen returnerer uttrykket eller NULL hvis det ikke er nok minne */ SExpression *createNumber(int value);
/** * Skapelse av en operasjon * Parameteren "type" definerer operasjonstype * Parameteren "left" definerer venstre operand * Parameteren "right" definerer høyre operand * Funksjonen returnerer uttrykket eller NULL hvis det ikke er nok minne */ SExpression *createOperation(EOperationType type, SExpression *left, SExpression *right);
/** * Sletter et uttrykk * Parameteren b er uttrykket */ void deleteExpression(SExpression *b);
#endif // __EXPRESSION_H__
Expression.c /* * Expression.c * Implementasjon av funksjoner til å bygge syntakstreet. */
#include "Expression.h"
#include <stdlib.h>
/** * Allokerer plass for uttrykket * Funksjonen returnerer uttrykket eller NULL hvis det ikke er nok minne */ static SExpression *allocateExpression() { SExpression *b = (SExpression *)malloc(sizeof(SExpression));
if (b == NULL) return NULL;
b->type = eVALUE; b->value = 0;
b->left = NULL; b->right = NULL;
return b; }
SExpression *createNumber(int value) { SExpression *b = allocateExpression();
if (b == NULL) return NULL;
b->type = eVALUE; b->value = value;
return b; }
SExpression *createOperation(EOperationType type, SExpression *left, SExpression *right) { SExpression *b = allocateExpression();
if (b == NULL) return NULL;