]> git.lizzy.rs Git - rust.git/blob - src/libsyntax/print/pp.rs
libsyntax: deny warnings in doctests
[rust.git] / src / libsyntax / print / pp.rs
1 // Copyright 2012 The Rust Project Developers. See the COPYRIGHT
2 // file at the top-level directory of this distribution and at
3 // http://rust-lang.org/COPYRIGHT.
4 //
5 // Licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE or
6 // http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
7 // <LICENSE-MIT or http://opensource.org/licenses/MIT>, at your
8 // option. This file may not be copied, modified, or distributed
9 // except according to those terms.
10
11 //! This pretty-printer is a direct reimplementation of Philip Karlton's
12 //! Mesa pretty-printer, as described in appendix A of
13 //!
14 //! ````ignore
15 //! STAN-CS-79-770: "Pretty Printing", by Derek C. Oppen.
16 //! Stanford Department of Computer Science, 1979.
17 //! ````
18 //!
19 //! The algorithm's aim is to break a stream into as few lines as possible
20 //! while respecting the indentation-consistency requirements of the enclosing
21 //! block, and avoiding breaking at silly places on block boundaries, for
22 //! example, between "x" and ")" in "x)".
23 //!
24 //! I am implementing this algorithm because it comes with 20 pages of
25 //! documentation explaining its theory, and because it addresses the set of
26 //! concerns I've seen other pretty-printers fall down on. Weirdly. Even though
27 //! it's 32 years old. What can I say?
28 //!
29 //! Despite some redundancies and quirks in the way it's implemented in that
30 //! paper, I've opted to keep the implementation here as similar as I can,
31 //! changing only what was blatantly wrong, a typo, or sufficiently
32 //! non-idiomatic rust that it really stuck out.
33 //!
34 //! In particular you'll see a certain amount of churn related to INTEGER vs.
35 //! CARDINAL in the Mesa implementation. Mesa apparently interconverts the two
36 //! somewhat readily? In any case, I've used usize for indices-in-buffers and
37 //! ints for character-sizes-and-indentation-offsets. This respects the need
38 //! for ints to "go negative" while carrying a pending-calculation balance, and
39 //! helps differentiate all the numbers flying around internally (slightly).
40 //!
41 //! I also inverted the indentation arithmetic used in the print stack, since
42 //! the Mesa implementation (somewhat randomly) stores the offset on the print
43 //! stack in terms of margin-col rather than col itself. I store col.
44 //!
45 //! I also implemented a small change in the String token, in that I store an
46 //! explicit length for the string. For most tokens this is just the length of
47 //! the accompanying string. But it's necessary to permit it to differ, for
48 //! encoding things that are supposed to "go on their own line" -- certain
49 //! classes of comment and blank-line -- where relying on adjacent
50 //! hardbreak-like Break tokens with long blankness indication doesn't actually
51 //! work. To see why, consider when there is a "thing that should be on its own
52 //! line" between two long blocks, say functions. If you put a hardbreak after
53 //! each function (or before each) and the breaking algorithm decides to break
54 //! there anyways (because the functions themselves are long) you wind up with
55 //! extra blank lines. If you don't put hardbreaks you can wind up with the
56 //! "thing which should be on its own line" not getting its own line in the
57 //! rare case of "really small functions" or such. This re-occurs with comments
58 //! and explicit blank lines. So in those cases we use a string with a payload
59 //! we want isolated to a line and an explicit length that's huge, surrounded
60 //! by two zero-length breaks. The algorithm will try its best to fit it on a
61 //! line (which it can't) and so naturally place the content on its own line to
62 //! avoid combining it with other lines and making matters even worse.
63
64 use std::io;
65 use std::string;
66
67 #[derive(Clone, Copy, PartialEq)]
68 pub enum Breaks {
69     Consistent,
70     Inconsistent,
71 }
72
73 #[derive(Clone, Copy)]
74 pub struct BreakToken {
75     offset: isize,
76     blank_space: isize
77 }
78
79 #[derive(Clone, Copy)]
80 pub struct BeginToken {
81     offset: isize,
82     breaks: Breaks
83 }
84
85 #[derive(Clone)]
86 pub enum Token {
87     String(String, isize),
88     Break(BreakToken),
89     Begin(BeginToken),
90     End,
91     Eof,
92 }
93
94 impl Token {
95     pub fn is_eof(&self) -> bool {
96         match *self {
97             Token::Eof => true,
98             _ => false,
99         }
100     }
101
102     pub fn is_hardbreak_tok(&self) -> bool {
103         match *self {
104             Token::Break(BreakToken {
105                 offset: 0,
106                 blank_space: bs
107             }) if bs == SIZE_INFINITY =>
108                 true,
109             _ =>
110                 false
111         }
112     }
113 }
114
115 pub fn tok_str(token: &Token) -> String {
116     match *token {
117         Token::String(ref s, len) => format!("STR({},{})", s, len),
118         Token::Break(_) => "BREAK".to_string(),
119         Token::Begin(_) => "BEGIN".to_string(),
120         Token::End => "END".to_string(),
121         Token::Eof => "EOF".to_string()
122     }
123 }
124
125 pub fn buf_str(toks: &[Token],
126                szs: &[isize],
127                left: usize,
128                right: usize,
129                lim: usize)
130                -> String {
131     let n = toks.len();
132     assert_eq!(n, szs.len());
133     let mut i = left;
134     let mut l = lim;
135     let mut s = string::String::from("[");
136     while i != right && l != 0 {
137         l -= 1;
138         if i != left {
139             s.push_str(", ");
140         }
141         s.push_str(&format!("{}={}",
142                            szs[i],
143                            tok_str(&toks[i])));
144         i += 1;
145         i %= n;
146     }
147     s.push(']');
148     s
149 }
150
151 #[derive(Copy, Clone)]
152 pub enum PrintStackBreak {
153     Fits,
154     Broken(Breaks),
155 }
156
157 #[derive(Copy, Clone)]
158 pub struct PrintStackElem {
159     offset: isize,
160     pbreak: PrintStackBreak
161 }
162
163 const SIZE_INFINITY: isize = 0xffff;
164
165 pub fn mk_printer<'a>(out: Box<io::Write+'a>, linewidth: usize) -> Printer<'a> {
166     // Yes 3, it makes the ring buffers big enough to never
167     // fall behind.
168     let n: usize = 3 * linewidth;
169     debug!("mk_printer {}", linewidth);
170     let token = vec![Token::Eof; n];
171     let size = vec![0_isize; n];
172     let scan_stack = vec![0_usize; n];
173     Printer {
174         out: out,
175         buf_len: n,
176         margin: linewidth as isize,
177         space: linewidth as isize,
178         left: 0,
179         right: 0,
180         token: token,
181         size: size,
182         left_total: 0,
183         right_total: 0,
184         scan_stack: scan_stack,
185         scan_stack_empty: true,
186         top: 0,
187         bottom: 0,
188         print_stack: Vec::new(),
189         pending_indentation: 0
190     }
191 }
192
193
194 /// In case you do not have the paper, here is an explanation of what's going
195 /// on.
196 ///
197 /// There is a stream of input tokens flowing through this printer.
198 ///
199 /// The printer buffers up to 3N tokens inside itself, where N is linewidth.
200 /// Yes, linewidth is chars and tokens are multi-char, but in the worst
201 /// case every token worth buffering is 1 char long, so it's ok.
202 ///
203 /// Tokens are String, Break, and Begin/End to delimit blocks.
204 ///
205 /// Begin tokens can carry an offset, saying "how far to indent when you break
206 /// inside here", as well as a flag indicating "consistent" or "inconsistent"
207 /// breaking. Consistent breaking means that after the first break, no attempt
208 /// will be made to flow subsequent breaks together onto lines. Inconsistent
209 /// is the opposite. Inconsistent breaking example would be, say:
210 ///
211 ///  foo(hello, there, good, friends)
212 ///
213 /// breaking inconsistently to become
214 ///
215 ///  foo(hello, there
216 ///      good, friends);
217 ///
218 /// whereas a consistent breaking would yield:
219 ///
220 ///  foo(hello,
221 ///      there
222 ///      good,
223 ///      friends);
224 ///
225 /// That is, in the consistent-break blocks we value vertical alignment
226 /// more than the ability to cram stuff onto a line. But in all cases if it
227 /// can make a block a one-liner, it'll do so.
228 ///
229 /// Carrying on with high-level logic:
230 ///
231 /// The buffered tokens go through a ring-buffer, 'tokens'. The 'left' and
232 /// 'right' indices denote the active portion of the ring buffer as well as
233 /// describing hypothetical points-in-the-infinite-stream at most 3N tokens
234 /// apart (i.e. "not wrapped to ring-buffer boundaries"). The paper will switch
235 /// between using 'left' and 'right' terms to denote the wrapped-to-ring-buffer
236 /// and point-in-infinite-stream senses freely.
237 ///
238 /// There is a parallel ring buffer, 'size', that holds the calculated size of
239 /// each token. Why calculated? Because for Begin/End pairs, the "size"
240 /// includes everything between the pair. That is, the "size" of Begin is
241 /// actually the sum of the sizes of everything between Begin and the paired
242 /// End that follows. Since that is arbitrarily far in the future, 'size' is
243 /// being rewritten regularly while the printer runs; in fact most of the
244 /// machinery is here to work out 'size' entries on the fly (and give up when
245 /// they're so obviously over-long that "infinity" is a good enough
246 /// approximation for purposes of line breaking).
247 ///
248 /// The "input side" of the printer is managed as an abstract process called
249 /// SCAN, which uses 'scan_stack', 'scan_stack_empty', 'top' and 'bottom', to
250 /// manage calculating 'size'. SCAN is, in other words, the process of
251 /// calculating 'size' entries.
252 ///
253 /// The "output side" of the printer is managed by an abstract process called
254 /// PRINT, which uses 'print_stack', 'margin' and 'space' to figure out what to
255 /// do with each token/size pair it consumes as it goes. It's trying to consume
256 /// the entire buffered window, but can't output anything until the size is >=
257 /// 0 (sizes are set to negative while they're pending calculation).
258 ///
259 /// So SCAN takes input and buffers tokens and pending calculations, while
260 /// PRINT gobbles up completed calculations and tokens from the buffer. The
261 /// theory is that the two can never get more than 3N tokens apart, because
262 /// once there's "obviously" too much data to fit on a line, in a size
263 /// calculation, SCAN will write "infinity" to the size and let PRINT consume
264 /// it.
265 ///
266 /// In this implementation (following the paper, again) the SCAN process is
267 /// the method called 'pretty_print', and the 'PRINT' process is the method
268 /// called 'print'.
269 pub struct Printer<'a> {
270     pub out: Box<io::Write+'a>,
271     buf_len: usize,
272     /// Width of lines we're constrained to
273     margin: isize,
274     /// Number of spaces left on line
275     space: isize,
276     /// Index of left side of input stream
277     left: usize,
278     /// Index of right side of input stream
279     right: usize,
280     /// Ring-buffer stream goes through
281     token: Vec<Token> ,
282     /// Ring-buffer of calculated sizes
283     size: Vec<isize> ,
284     /// Running size of stream "...left"
285     left_total: isize,
286     /// Running size of stream "...right"
287     right_total: isize,
288     /// Pseudo-stack, really a ring too. Holds the
289     /// primary-ring-buffers index of the Begin that started the
290     /// current block, possibly with the most recent Break after that
291     /// Begin (if there is any) on top of it. Stuff is flushed off the
292     /// bottom as it becomes irrelevant due to the primary ring-buffer
293     /// advancing.
294     scan_stack: Vec<usize> ,
295     /// Top==bottom disambiguator
296     scan_stack_empty: bool,
297     /// Index of top of scan_stack
298     top: usize,
299     /// Index of bottom of scan_stack
300     bottom: usize,
301     /// Stack of blocks-in-progress being flushed by print
302     print_stack: Vec<PrintStackElem> ,
303     /// Buffered indentation to avoid writing trailing whitespace
304     pending_indentation: isize,
305 }
306
307 impl<'a> Printer<'a> {
308     pub fn last_token(&mut self) -> Token {
309         self.token[self.right].clone()
310     }
311     // be very careful with this!
312     pub fn replace_last_token(&mut self, t: Token) {
313         self.token[self.right] = t;
314     }
315     pub fn pretty_print(&mut self, token: Token) -> io::Result<()> {
316         debug!("pp Vec<{},{}>", self.left, self.right);
317         match token {
318           Token::Eof => {
319             if !self.scan_stack_empty {
320                 self.check_stack(0);
321                 try!(self.advance_left());
322             }
323             self.indent(0);
324             Ok(())
325           }
326           Token::Begin(b) => {
327             if self.scan_stack_empty {
328                 self.left_total = 1;
329                 self.right_total = 1;
330                 self.left = 0;
331                 self.right = 0;
332             } else { self.advance_right(); }
333             debug!("pp Begin({})/buffer Vec<{},{}>",
334                    b.offset, self.left, self.right);
335             self.token[self.right] = token;
336             self.size[self.right] = -self.right_total;
337             let right = self.right;
338             self.scan_push(right);
339             Ok(())
340           }
341           Token::End => {
342             if self.scan_stack_empty {
343                 debug!("pp End/print Vec<{},{}>", self.left, self.right);
344                 self.print(token, 0)
345             } else {
346                 debug!("pp End/buffer Vec<{},{}>", self.left, self.right);
347                 self.advance_right();
348                 self.token[self.right] = token;
349                 self.size[self.right] = -1;
350                 let right = self.right;
351                 self.scan_push(right);
352                 Ok(())
353             }
354           }
355           Token::Break(b) => {
356             if self.scan_stack_empty {
357                 self.left_total = 1;
358                 self.right_total = 1;
359                 self.left = 0;
360                 self.right = 0;
361             } else { self.advance_right(); }
362             debug!("pp Break({})/buffer Vec<{},{}>",
363                    b.offset, self.left, self.right);
364             self.check_stack(0);
365             let right = self.right;
366             self.scan_push(right);
367             self.token[self.right] = token;
368             self.size[self.right] = -self.right_total;
369             self.right_total += b.blank_space;
370             Ok(())
371           }
372           Token::String(s, len) => {
373             if self.scan_stack_empty {
374                 debug!("pp String('{}')/print Vec<{},{}>",
375                        s, self.left, self.right);
376                 self.print(Token::String(s, len), len)
377             } else {
378                 debug!("pp String('{}')/buffer Vec<{},{}>",
379                        s, self.left, self.right);
380                 self.advance_right();
381                 self.token[self.right] = Token::String(s, len);
382                 self.size[self.right] = len;
383                 self.right_total += len;
384                 self.check_stream()
385             }
386           }
387         }
388     }
389     pub fn check_stream(&mut self) -> io::Result<()> {
390         debug!("check_stream Vec<{}, {}> with left_total={}, right_total={}",
391                self.left, self.right, self.left_total, self.right_total);
392         if self.right_total - self.left_total > self.space {
393             debug!("scan window is {}, longer than space on line ({})",
394                    self.right_total - self.left_total, self.space);
395             if !self.scan_stack_empty {
396                 if self.left == self.scan_stack[self.bottom] {
397                     debug!("setting {} to infinity and popping", self.left);
398                     let scanned = self.scan_pop_bottom();
399                     self.size[scanned] = SIZE_INFINITY;
400                 }
401             }
402             try!(self.advance_left());
403             if self.left != self.right {
404                 try!(self.check_stream());
405             }
406         }
407         Ok(())
408     }
409     pub fn scan_push(&mut self, x: usize) {
410         debug!("scan_push {}", x);
411         if self.scan_stack_empty {
412             self.scan_stack_empty = false;
413         } else {
414             self.top += 1;
415             self.top %= self.buf_len;
416             assert!((self.top != self.bottom));
417         }
418         self.scan_stack[self.top] = x;
419     }
420     pub fn scan_pop(&mut self) -> usize {
421         assert!((!self.scan_stack_empty));
422         let x = self.scan_stack[self.top];
423         if self.top == self.bottom {
424             self.scan_stack_empty = true;
425         } else {
426             self.top += self.buf_len - 1; self.top %= self.buf_len;
427         }
428         return x;
429     }
430     pub fn scan_top(&mut self) -> usize {
431         assert!((!self.scan_stack_empty));
432         return self.scan_stack[self.top];
433     }
434     pub fn scan_pop_bottom(&mut self) -> usize {
435         assert!((!self.scan_stack_empty));
436         let x = self.scan_stack[self.bottom];
437         if self.top == self.bottom {
438             self.scan_stack_empty = true;
439         } else {
440             self.bottom += 1; self.bottom %= self.buf_len;
441         }
442         return x;
443     }
444     pub fn advance_right(&mut self) {
445         self.right += 1;
446         self.right %= self.buf_len;
447         assert!((self.right != self.left));
448     }
449     pub fn advance_left(&mut self) -> io::Result<()> {
450         debug!("advance_left Vec<{},{}>, sizeof({})={}", self.left, self.right,
451                self.left, self.size[self.left]);
452
453         let mut left_size = self.size[self.left];
454
455         while left_size >= 0 {
456             let left = self.token[self.left].clone();
457
458             let len = match left {
459                 Token::Break(b) => b.blank_space,
460                 Token::String(_, len) => {
461                     assert_eq!(len, left_size);
462                     len
463                 }
464                 _ => 0
465             };
466
467             try!(self.print(left, left_size));
468
469             self.left_total += len;
470
471             if self.left == self.right {
472                 break;
473             }
474
475             self.left += 1;
476             self.left %= self.buf_len;
477
478             left_size = self.size[self.left];
479         }
480
481         Ok(())
482     }
483     pub fn check_stack(&mut self, k: isize) {
484         if !self.scan_stack_empty {
485             let x = self.scan_top();
486             match self.token[x] {
487                 Token::Begin(_) => {
488                     if k > 0 {
489                         let popped = self.scan_pop();
490                         self.size[popped] = self.size[x] + self.right_total;
491                         self.check_stack(k - 1);
492                     }
493                 }
494                 Token::End => {
495                     // paper says + not =, but that makes no sense.
496                     let popped = self.scan_pop();
497                     self.size[popped] = 1;
498                     self.check_stack(k + 1);
499                 }
500                 _ => {
501                     let popped = self.scan_pop();
502                     self.size[popped] = self.size[x] + self.right_total;
503                     if k > 0 {
504                         self.check_stack(k);
505                     }
506                 }
507             }
508         }
509     }
510     pub fn print_newline(&mut self, amount: isize) -> io::Result<()> {
511         debug!("NEWLINE {}", amount);
512         let ret = write!(self.out, "\n");
513         self.pending_indentation = 0;
514         self.indent(amount);
515         return ret;
516     }
517     pub fn indent(&mut self, amount: isize) {
518         debug!("INDENT {}", amount);
519         self.pending_indentation += amount;
520     }
521     pub fn get_top(&mut self) -> PrintStackElem {
522         let print_stack = &mut self.print_stack;
523         let n = print_stack.len();
524         if n != 0 {
525             (*print_stack)[n - 1]
526         } else {
527             PrintStackElem {
528                 offset: 0,
529                 pbreak: PrintStackBreak::Broken(Breaks::Inconsistent)
530             }
531         }
532     }
533     pub fn print_str(&mut self, s: &str) -> io::Result<()> {
534         while self.pending_indentation > 0 {
535             try!(write!(self.out, " "));
536             self.pending_indentation -= 1;
537         }
538         write!(self.out, "{}", s)
539     }
540     pub fn print(&mut self, token: Token, l: isize) -> io::Result<()> {
541         debug!("print {} {} (remaining line space={})", tok_str(&token), l,
542                self.space);
543         debug!("{}", buf_str(&self.token,
544                              &self.size,
545                              self.left,
546                              self.right,
547                              6));
548         match token {
549           Token::Begin(b) => {
550             if l > self.space {
551                 let col = self.margin - self.space + b.offset;
552                 debug!("print Begin -> push broken block at col {}", col);
553                 self.print_stack.push(PrintStackElem {
554                     offset: col,
555                     pbreak: PrintStackBreak::Broken(b.breaks)
556                 });
557             } else {
558                 debug!("print Begin -> push fitting block");
559                 self.print_stack.push(PrintStackElem {
560                     offset: 0,
561                     pbreak: PrintStackBreak::Fits
562                 });
563             }
564             Ok(())
565           }
566           Token::End => {
567             debug!("print End -> pop End");
568             let print_stack = &mut self.print_stack;
569             assert!((!print_stack.is_empty()));
570             print_stack.pop().unwrap();
571             Ok(())
572           }
573           Token::Break(b) => {
574             let top = self.get_top();
575             match top.pbreak {
576               PrintStackBreak::Fits => {
577                 debug!("print Break({}) in fitting block", b.blank_space);
578                 self.space -= b.blank_space;
579                 self.indent(b.blank_space);
580                 Ok(())
581               }
582               PrintStackBreak::Broken(Breaks::Consistent) => {
583                 debug!("print Break({}+{}) in consistent block",
584                        top.offset, b.offset);
585                 let ret = self.print_newline(top.offset + b.offset);
586                 self.space = self.margin - (top.offset + b.offset);
587                 ret
588               }
589               PrintStackBreak::Broken(Breaks::Inconsistent) => {
590                 if l > self.space {
591                     debug!("print Break({}+{}) w/ newline in inconsistent",
592                            top.offset, b.offset);
593                     let ret = self.print_newline(top.offset + b.offset);
594                     self.space = self.margin - (top.offset + b.offset);
595                     ret
596                 } else {
597                     debug!("print Break({}) w/o newline in inconsistent",
598                            b.blank_space);
599                     self.indent(b.blank_space);
600                     self.space -= b.blank_space;
601                     Ok(())
602                 }
603               }
604             }
605           }
606           Token::String(s, len) => {
607             debug!("print String({})", s);
608             assert_eq!(l, len);
609             // assert!(l <= space);
610             self.space -= len;
611             self.print_str(&s[..])
612           }
613           Token::Eof => {
614             // Eof should never get here.
615             panic!();
616           }
617         }
618     }
619 }
620
621 // Convenience functions to talk to the printer.
622 //
623 // "raw box"
624 pub fn rbox(p: &mut Printer, indent: usize, b: Breaks) -> io::Result<()> {
625     p.pretty_print(Token::Begin(BeginToken {
626         offset: indent as isize,
627         breaks: b
628     }))
629 }
630
631 pub fn ibox(p: &mut Printer, indent: usize) -> io::Result<()> {
632     rbox(p, indent, Breaks::Inconsistent)
633 }
634
635 pub fn cbox(p: &mut Printer, indent: usize) -> io::Result<()> {
636     rbox(p, indent, Breaks::Consistent)
637 }
638
639 pub fn break_offset(p: &mut Printer, n: usize, off: isize) -> io::Result<()> {
640     p.pretty_print(Token::Break(BreakToken {
641         offset: off,
642         blank_space: n as isize
643     }))
644 }
645
646 pub fn end(p: &mut Printer) -> io::Result<()> {
647     p.pretty_print(Token::End)
648 }
649
650 pub fn eof(p: &mut Printer) -> io::Result<()> {
651     p.pretty_print(Token::Eof)
652 }
653
654 pub fn word(p: &mut Printer, wrd: &str) -> io::Result<()> {
655     p.pretty_print(Token::String(/* bad */ wrd.to_string(), wrd.len() as isize))
656 }
657
658 pub fn huge_word(p: &mut Printer, wrd: &str) -> io::Result<()> {
659     p.pretty_print(Token::String(/* bad */ wrd.to_string(), SIZE_INFINITY))
660 }
661
662 pub fn zero_word(p: &mut Printer, wrd: &str) -> io::Result<()> {
663     p.pretty_print(Token::String(/* bad */ wrd.to_string(), 0))
664 }
665
666 pub fn spaces(p: &mut Printer, n: usize) -> io::Result<()> {
667     break_offset(p, n, 0)
668 }
669
670 pub fn zerobreak(p: &mut Printer) -> io::Result<()> {
671     spaces(p, 0)
672 }
673
674 pub fn space(p: &mut Printer) -> io::Result<()> {
675     spaces(p, 1)
676 }
677
678 pub fn hardbreak(p: &mut Printer) -> io::Result<()> {
679     spaces(p, SIZE_INFINITY as usize)
680 }
681
682 pub fn hardbreak_tok_offset(off: isize) -> Token {
683     Token::Break(BreakToken {offset: off, blank_space: SIZE_INFINITY})
684 }
685
686 pub fn hardbreak_tok() -> Token {
687     hardbreak_tok_offset(0)
688 }