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语法分析——YACC
接触过SQL语句的人都会看过这家或者那家的SQL手册，其语法标准应该是从SQL92开始吧，在看SQL92标准的时候，你会发现里面定义的都是一些巴科斯范式(BNF)，就是一种语法定义的标准。不管是牛X哄哄的ORACLE，还是不幸被其收购的Mysql，都会遵循里面的标准语法，当然一些扩展的语法除外，比如今天我们就会扩展一个简单的语法^-^。
OK，大家知道了SQL语法的来源，那么如何进行语法解析呢？YACC！！(Yet Another Compiler Compiler)，它的书写方式便是BNF，语法解析的利器。YACC接收来自词法分析阶段分解出来的token，然后去匹配那些BNF。今天哥就来揭开它的面纱。（关于YACC的基本使用方法，大家可以看我上一篇中提到IBM的链接，一定要看懂那个先）
继续上一节的语句SELECT @@VERSION_COMMET,为了简单，这里省去后缀limit 1。Mysql的语法文件是sql_yacc.yy,首先给出这条语句涉及到的语法节点（大体浏览下即可）:
?
query:
END_OF_INPUT
{...}
|| verb_clause
{...}
| verb_clause END_OF_INPUT
{
/* Single query, not terminated. */
YYLIP->found_semicolon= NULL;
}
verb_clause:
statement
| begin
;
statement:
alter
| analyze
| backup
| binlog_base64_event
| call
| change
| check
| checksum
| commit
| create
| deallocate
| delete
| describe
| do
| drop
| execute
| flush
| grant
| handler
| help
| insert
| install
| kill
| load
| lock
| optimize
| keycache
| partition_entry
| preload
| prepare
| purge
| release
| rename
| repair
| replace
| reset
| restore
| revoke
| rollback
| savepoint
| select
| set
| show
| slave
| start
| truncate
| uninstall
| unlock
| update
| use
| xa
;
select:
select_init
{
LEX *lex= Lex;
lex->sql_command= SQLCOM_SELECT;
}
;
select_init:
SELECT_SYM select_init2
| '(' select_paren ')' union_opt
;
select_init2:
select_part2
{
LEX *lex= Lex;
SELECT_LEX * sel= lex->current_select;
if (lex->current_select->set_braces(0))
{
my_parse_error(ER(ER_SYNTAX_ERROR));
MYSQL_YYABORT;
}
if (sel->linkage == UNION_TYPE &&
sel->master_unit()->first_select()->braces)
{
my_parse_error(ER(ER_SYNTAX_ERROR));
MYSQL_YYABORT;
}
}
union_clause
;
select_part2:
{
LEX *lex= Lex;
SELECT_LEX *sel= lex->current_select;
if (sel->linkage != UNION_TYPE)
mysql_init_select(lex);
lex->current_select->parsing_place= SELECT_LIST;
}
select_options select_item_list
{
Select->parsing_place= NO_MATTER;
}
select_into select_lock_type
;
?
select_item_list:
select_item_list ',' select_item
| select_item
| '*'
{
THD *thd= YYTHD;
Item *item= new (thd->mem_root)
Item_field(&thd->lex->current_select->context,
NULL, NULL, "*");
if (item == NULL)
MYSQL_YYABORT;
if (add_item_to_list(thd, item))
MYSQL_YYABORT;
(thd->lex->current_select->with_wild)++;
}
;
select_item:
remember_name select_item2 remember_end select_alias
{
THD *thd= YYTHD;
DBUG_ASSERT($1
if (add_item_to_list(thd, $2))
MYSQL_YYABORT;
if ($4.str)
{
if (Lex->sql_command == SQLCOM_CREATE_VIEW &&
check_column_name($4.str))
{
my_error(ER_WRONG_COLUMN_NAME, MYF(0), $4.str);
MYSQL_YYABORT;
}
$2->is_autogenerated_name= FALSE;
$2->set_name($4.str, $4.length, system_charset_info);
}
else if (!$2->name)
{
$2->set_name($1, (uint) ($3 - $1), thd->charset());
}
}
;
variable:
'@'
{
if (! Lex->parsing_options.allows_variable)
{
my_error(ER_VIEW_SELECT_VARIABLE, MYF(0));
MYSQL_YYABORT;
}
}
variable_aux
{
$$= $3;
}
;
variable_aux:
ident_or_text SET_VAR expr
{
Item_func_set_user_var *item;
$$= item= new (YYTHD->mem_root) Item_func_set_user_var($1, $3);
if ($$ == NULL)
MYSQL_YYABORT;
LEX *lex= Lex;
lex->uncacheable(UNCACHEABLE_RAND);
lex->set_var_list.push_back(item);
}
| ident_or_text
{
$$= new (YYTHD->mem_root) Item_func_get_user_var($1);
if ($$ == NULL)
MYSQL_YYABORT;
LEX *lex= Lex;
lex->uncacheable(UNCACHEABLE_RAND);
}
| '@' opt_var_ident_type ident_or_text opt_component
{
/* disallow "SELECT @@global.global.variable" */
if ($3.str && $4.str && check_reserved_words(&$3))
{
my_parse_error(ER(ER_SYNTAX_ERROR));
MYSQL_YYABORT;
}
if (!($$= get_system_var(YYTHD, $2, $3, $4)))
MYSQL_YYABORT;
if (!((Item_func_get_system_var*) $$)->is_written_to_binlog())
Lex->set_stmt_unsafe();
}
;
下面我们仔细的来看一下整个SELECT语法节点的执行流程：
?
query->verb_clause->statement->select->select_init->select_init2->select_part2->select_item_list->select_item…->variable
语法是自上而下的，实际的解析过程是自下而上的匹配过程。词法分析首先yacc送来SELECT关键字，上一节说过为什么SELECT是关键字呢？
我们看下sql_yacc.yy，可以找到如下一个定义：
?
%token SELECT_SYM /* SQL-2003-R */
这里其实是定义了一个宏SELECT_SYM，代表一个关键字，宏定义如下：
?
#define SELECT_SYM 687
那么字符串"SELECT"和SELECT_SYM是如何联系在一起的呢？我们回头看下MYSQLlex中的find_keyword这个函数：
?
static int find_keyword(Lex_input_stream *lip, uint len, bool function)
{
const char *tok= lip->get_tok_start();
SYMBOL *symbol= get_hash_symbol(tok, len, function);
if (symbol)
{
lip->yylval->symbol.symbol=symbol;
lip->yylval->symbol.str= (char*) tok;
lip->yylval->symbol.length=len;
if ((symbol->tok == NOT_SYM) &&
(lip->m_thd->variables.sql_mode & MODE_HIGH_NOT_PRECEDENCE))
return NOT2_SYM;
if ((symbol->tok == OR_OR_SYM) &&
!(lip->m_thd->variables.sql_mode & MODE_PIPES_AS_CONCAT))
return OR2_SYM;
return symbol->tok;
}
return 0;
}
static SYMBOL *get_hash_symbol(const char *s,
unsigned int len,bool function)
{
register uchar *hash_map;
register const char *cur_str= s;
if (len == 0) {
DBUG_PRINT("warning", ("get_hash_symbol() received a request for a zero-length symbol, which is probably a mistake."));
?
return(NULL);
}
if (function){
if (len>sql_functions_max_len) return 0;
hash_map= sql_functions_map;
register uint32 cur_struct= uint4korr(hash_map+((len-1)*4));
for (;;){
register uchar first_char= (uchar)cur_struct;
if (first_char == 0)
{
register int16 ires= (int16)(cur_struct>>16);
if (ires==array_elements(symbols)) return 0;
register SYMBOL *res;
if (ires>=0)
res= symbols+ires;
else
res= sql_functions-ires-1;
register uint count= (uint) (cur_str - s);
return lex_casecmp(cur_str,res->name+count,len-count) ? 0 : res;
}
register uchar cur_char= (uchar)to_upper_lex[(uchar)*cur_str];
if (cur_char cur_struct>>=8; if (cur_char>(uchar)cur_struct) return 0; cur_struct>>=8; cur_struct= uint4korr(hash_map+ (((uint16)cur_struct + cur_char - first_char)*4)); cur_str++; } }else{ if (len>symbols_max_len) return 0; hash_map= symbols_map; register uint32 cur_struct= uint4korr(hash_map+((len-1)*4)); for (;;){ register uchar first_char= (uchar)cur_struct; if (first_char==0){ register int16 ires= (int16)(cur_struct>>16); if (ires==array_elements(symbols)) return 0; register SYMBOL *res= symbols+ires; register uint count= (uint) (cur_str - s); return lex_casecmp(cur_str,res->name+count,len-count)!=0 ? 0 : res; } register uchar cur_char= (uchar)to_upper_lex[(uchar)*cur_str]; if (cur_char cur_struct>>=8; if (cur_char>(uchar)cur_struct) return 0; cur_struct>>=8; cur_struct= uint4korr(hash_map+ (((uint16)cur_struct + cur_char - first_char)*4)); cur_str++; } } } 其中的get_hash_symbol便是去系统中查找关键字，第三个参数function代表是否去查找系统函数，我们这里是系统变量，不是函数，故为FALSE。所有的关键字都挂在了hash_map上，即symbols_map上。symbols_maps又是一堆处理过的数据： ? static uchar symbols_map[11828]= { '', 29, 0, '!', '|', 32, 0, ' 'B', 'Y', 11, 1, 'A', 'W', 147, 2, 'A', 'V', 0, 4, ... 看一下这个文件的最上面的注释吧，看看有啥有用的信息，果然被找到了： ? 1 2 /* Do not edit this file! This is generated by gen_lex_hash.cc that seeks for a perfect hash function */ 看到了这个注释，心中豁然开朗，原来lex_hash.h是由gen_lex_hash.cc进行生成的，大家千万不要自己进行编辑此文件啊！！ 来gen_lex_hash.cc看下吧，看到了个main函数，里面是一些生成文件的操作，在generate_find_structs函数中找到了insert_symbols， 这应该是初始化我们的symbols_map数组了吧。 ? void insert_symbols() { size_t i= 0; SYMBOL *cur; for (cur= symbols; i hash_lex_struct *root= get_hash_struct_by_len(&root_by_len,cur->length,&max_len); insert_into_hash(root,cur->name,0,(uint) i,0); } } 看到函数的实现是循环取数组symbols,找到symbols定义，在文件lex.h中，看到这个数组，我想大家就会了然了: ? 1 { "SELECT", SYM(SELECT_SYM)}, 这就是将SELECT字符串与SELECT_SYM关联的地方了，bingo！ 我们再来捋一下SELECT解析的思路，词法分析解析到SELECT后，执行find_keyword去找是否是关键字，发现SELECT是关键字， 于是给yacc返回SELECT_SYM用于语法分析。note：如果我们想要加关键字，只需在sql_yacc.yy上面添加一个%token xxx, 然后在lex.h里面加入相应的字符串和SYM的对应即可。 下面看下@@version_comment这个系统变量如何解析的，首先给出其语法节点： ? variable_aux: ... | '@' opt_var_ident_type ident_or_text opt_component { /* disallow "SELECT @@global.global.variable" */ if ($3.str && $4.str && check_reserved_words(&$3)) { my_parse_error(ER(ER_SYNTAX_ERROR)); MYSQL_YYABORT; } if (!($$= get_system_var(YYTHD, $2, $3, $4))) MYSQL_YYABORT; if (!((Item_func_get_system_var*) $$)->is_written_to_binlog()) Lex->set_stmt_unsafe(); } ; 这里便是查找系统变量的地方了：get_system_var，我们跟进去看下： ? Item *get_system_var(THD *thd, enum_var_type var_type, LEX_STRING name, LEX_STRING component) { sys_var *var; LEX_STRING *base_name, *component_name; if (component.str) { base_name= &component; component_name= &name; } else { base_name= &name; component_name= &component; // Empty string } if (!(var= find_sys_var(thd, base_name->str, base_name->length))) return 0; if (component.str) { if (!var->is_struct()) { my_error(ER_VARIABLE_IS_NOT_STRUCT, MYF(0), base_name->str); return 0; } } thd->lex->uncacheable(UNCACHEABLE_SIDEEFFECT); set_if_smaller(component_name->length, MAX_SYS_VAR_LENGTH); return new Item_func_get_system_var(var, var_type, component_name, NULL, 0); } 由find_sys_var函数不断跟进去，我们跟到了set_var.cc，找到了如下定义： ? 1 static sys_var_chain vars = { NULL, NULL }; 系统变量都会挂载在次链上。在文件中，搜索到了version_comment: ? static sys_var_const_str sys_version_comment(&vars, "version_comment", MYSQL_COMPILATION_COMMENT); ? 1 #define MYSQL_COMPILATION_COMMENT "Source distribution" 这便是将version_comment加载到vars的链表上。 OK，我们也来加一个自己的系统变量： ? static sys_var_const_str sys_version_comment(&vars, "version_comment", MYSQL_COMPILATION_COMMENT); /**add by nocode */ static sys_var_const_str sys_version_comment_test(&vars, "nocode_test_sysvar", MYSQL_COMPILATION_NOCODE_TEST_SYSVAR); #define MYSQL_COMPILATION_COMMENT "Source distribution" #define MYSQL_COMPILATION_NOCODE_TEST_SYSVAR "No code in heart" /*add by nocode*/ ? 1 注释add by nocode的地方，即是新添加的系统变量和宏定义，我们的系统变量叫@@nocode_test_sysvar,其值为No code in heartOK，重新编译代码，执行SELECT语句，OK了。 ? mysql> select @@nocode_test_sysvar; +----------------------+ | @@nocode_test_sysvar | +----------------------+ | No code in heart | +----------------------+ 1 row in set (0.01 sec) 上面添加了一个系统变量，并没有修改语法文件sql_yacc.yy,为了加深理解，我们添加一个属于自己的语法：nocode语法，为了简单化实现，我们的目标很简单，在客户端输入no_code后显示字符串"MAKE BY NOCODE"。 定义关键字 首先在sql_yacc.yy文件中添加相应的SYMBOL ? %token NO_SYM /* SQL-2003-R */ %token NO_CODE_SYM /* add by nocode*/ %token NO_WAIT_SYM 然后在lex.h中的symblos数组中添加nocode的字符串和符号的对应关系： ? { "NO", SYM(NO_SYM)}, { "NO_CODE", SYM(NO_CODE_SYM)}, /*add by nocode*/ { "NO_WAIT", SYM(NO_WAIT_SYM)}, ok,至此我们关键字已经添加进去了 添加语法节点 我们给语法分支节点起名叫nocode，定义如下： ? /**add by nocode*/ nocode: NO_CODE_SYM { THD *thd= YYTHD; LEX *lex= Lex; SELECT_LEX *sel= lex->current_select; Item_string* field; LEX_STRING tmp; CHARSET_INFO *cs_con= thd->variables.collation_connection; CHARSET_INFO *cs_cli= thd->variables.character_set_client; if (sel->linkage != UNION_TYPE) mysql_init_select(lex); lex->current_select->parsing_place= SELECT_LIST; uint repertoire= thd->lex->text_string_is_7bit && my_charset_is_ascii_based(cs_cli) ? MY_REPERTOIRE_ASCII : MY_REPERTOIRE_UNICODE30; tmp.str = "MAKE BY NOCODE"; tmp.length = strlen(tmp.str); field= new (thd->mem_root) Item_string(tmp.str, tmp.length, cs_con, DERIVATION_COERCIBLE, repertoire); if (field== NULL) MYSQL_YYABORT; if (add_item_to_list(thd, field)) MYSQL_YYABORT; Select->parsing_place= NO_MATTER; lex->sql_command= SQLCOM_SELECT; } ; 最后要在statement的语法节点上加入nocode分支，我就不贴不来了。只要读到"no_code"便会进行进入这个语法分支。在这个分支里，做了一些操作，首先构造了一个SELECT类型的语句，然后对其添加了一列，这列的名称就是"MAKE BY NOCODE"…具体的细节大家自己研究吧，这都不是本文的重点。 语法添加完之后，我们重新编译项目，值得说明的是，Mysql还是项目组织还是非常好的，修改了语法文件之后，不需要我们自己去用bison编译，项目自动就帮我们编译好了，真是不错。重启服务器，在客户端输入no_code,结果如下： ? mysql> no_code; +----------------+ | MAKE BY NOCODE | +----------------+ | MAKE BY NOCODE | +----------------+ 1 row in set (3.02 sec) 语法分析到此结束。这里只添加了一个很简单的语法分支，没啥用处，主要是介绍下添加分支的步骤，大家添加分支的时候要尽量使用已有的分支，既减少劳动量，同时也会减少语法冲突。 唠叨两句，最近项目太紧张，压力山大，每晚都被噩梦惊醒，噩梦中总会想到算法的各种BUG，写个代码都提心吊胆的，哎，搞IT的真是悲催啊。PS 终于又更新了一篇，oh yeah，-_-ps again: 第一次用windows live writer写博客，感觉比网页方便多了～～，赞一个
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