include/llvm/ADT/PostOrderIterator.h

   1 //===- llvm/ADT/PostOrderIterator.h - PostOrder iterator --------*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file builds on the ADT/GraphTraits.h file to build a generic graph
  11 // post order iterator.  This should work over any graph type that has a
  12 // GraphTraits specialization.
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #ifndef LLVM_ADT_POSTORDERITERATOR_H
  17 #define LLVM_ADT_POSTORDERITERATOR_H
  18
  19 #include "llvm/ADT/GraphTraits.h"
  20 #include "llvm/ADT/iterator"
  21 #include <stack>
  22 #include <set>
  23 #include <vector>
  24
  25 namespace llvm {
  26
  27 template<class SetType, bool External>   // Non-external set
  28 class po_iterator_storage {
  29 public:
  30   SetType Visited;
  31 };
  32
  33 template<class SetType>
  34 class po_iterator_storage<SetType, true> {
  35 public:
  36   po_iterator_storage(SetType &VSet) : Visited(VSet) {}
  37   po_iterator_storage(const po_iterator_storage &S) : Visited(S.Visited) {}
  38   SetType &Visited;
  39 };
  40
  41 template<class GraphT,
  42         class SetType = std::set<typename GraphTraits<GraphT>::NodeType*>,
  43         bool ExtStorage = false,
  44         class GT = GraphTraits<GraphT> >
  45 class po_iterator : public forward_iterator<typename GT::NodeType, ptrdiff_t>,
  46                     public po_iterator_storage<SetType, ExtStorage> {
  47   typedef forward_iterator<typename GT::NodeType, ptrdiff_t> super;
  48   typedef typename GT::NodeType          NodeType;
  49   typedef typename GT::ChildIteratorType ChildItTy;
  50
  51   // VisitStack - Used to maintain the ordering.  Top = current block
  52   // First element is basic block pointer, second is the 'next child' to visit
  53   std::stack<std::pair<NodeType *, ChildItTy> > VisitStack;
  54
  55   void traverseChild() {
  56     while (VisitStack.top().second != GT::child_end(VisitStack.top().first)) {
  57       NodeType *BB = *VisitStack.top().second++;
  58       if (!this->Visited.count(BB)) {  // If the block is not visited...
  59         this->Visited.insert(BB);
  60         VisitStack.push(std::make_pair(BB, GT::child_begin(BB)));
  61       }
  62     }
  63   }
  64
  65   inline po_iterator(NodeType *BB) {
  66     this->Visited.insert(BB);
  67     VisitStack.push(std::make_pair(BB, GT::child_begin(BB)));
  68     traverseChild();
  69   }
  70   inline po_iterator() {} // End is when stack is empty.
  71
  72   inline po_iterator(NodeType *BB, SetType &S) :
  73     po_iterator_storage<SetType, ExtStorage>(&S) {
  74     if(!S.count(BB)) {
  75       this->Visited.insert(BB);
  76       VisitStack.push(std::make_pair(BB, GT::child_begin(BB)));
  77       traverseChild();
  78     }
  79   }
  80
  81   inline po_iterator(SetType &S) :
  82       po_iterator_storage<SetType, ExtStorage>(&S) {
  83   } // End is when stack is empty.
  84 public:
  85   typedef typename super::pointer pointer;
  86   typedef po_iterator<GraphT, SetType, ExtStorage, GT> _Self;
  87
  88   // Provide static "constructors"...
  89   static inline _Self begin(GraphT G) { return _Self(GT::getEntryNode(G)); }
  90   static inline _Self end  (GraphT G) { return _Self(); }
  91
  92   static inline _Self begin(GraphT G, SetType &S) {
  93     return _Self(GT::getEntryNode(G), S);
  94   }
  95   static inline _Self end  (GraphT G, SetType &S) { return _Self(S); }
  96
  97   inline bool operator==(const _Self& x) const {
  98     return VisitStack == x.VisitStack;
  99   }
 100   inline bool operator!=(const _Self& x) const { return !operator==(x); }
 101
 102   inline pointer operator*() const {
 103     return VisitStack.top().first;
 104   }
 105
 106   // This is a nonstandard operator-> that dereferences the pointer an extra
 107   // time... so that you can actually call methods ON the BasicBlock, because
 108   // the contained type is a pointer.  This allows BBIt->getTerminator() f.e.
 109   //
 110   inline NodeType *operator->() const { return operator*(); }
 111
 112   inline _Self& operator++() {   // Preincrement
 113     VisitStack.pop();
 114     if (!VisitStack.empty())
 115       traverseChild();
 116     return *this;
 117   }
 118
 119   inline _Self operator++(int) { // Postincrement
 120     _Self tmp = *this; ++*this; return tmp;
 121   }
 122 };
 123
 124 // Provide global constructors that automatically figure out correct types...
 125 //
 126 template <class T>
 127 po_iterator<T> po_begin(T G) { return po_iterator<T>::begin(G); }
 128 template <class T>
 129 po_iterator<T> po_end  (T G) { return po_iterator<T>::end(G); }
 130
 131 // Provide global definitions of external postorder iterators...
 132 template<class T, class SetType=std::set<typename GraphTraits<T>::NodeType*> >
 133 struct po_ext_iterator : public po_iterator<T, SetType, true> {
 134   po_ext_iterator(const po_iterator<T, SetType, true> &V) :
 135   po_iterator<T, SetType, true>(V) {}
 136 };
 137
 138 template<class T, class SetType>
 139 po_ext_iterator<T, SetType> po_ext_begin(T G, SetType &S) {
 140   return po_ext_iterator<T, SetType>::begin(G, S);
 141 }
 142
 143 template<class T, class SetType>
 144 po_ext_iterator<T, SetType> po_ext_end(T G, SetType &S) {
 145   return po_ext_iterator<T, SetType>::end(G, S);
 146 }
 147
 148 // Provide global definitions of inverse post order iterators...
 149 template <class T,
 150           class SetType = std::set<typename GraphTraits<T>::NodeType*>,
 151           bool External = false>
 152 struct ipo_iterator : public po_iterator<Inverse<T>, SetType, External > {
 153   ipo_iterator(const po_iterator<Inverse<T>, SetType, External> &V) :
 154      po_iterator<Inverse<T>, SetType, External> (V) {}
 155 };
 156
 157 template <class T>
 158 ipo_iterator<T> ipo_begin(T G, bool Reverse = false) {
 159   return ipo_iterator<T>::begin(G, Reverse);
 160 }
 161
 162 template <class T>
 163 ipo_iterator<T> ipo_end(T G){
 164   return ipo_iterator<T>::end(G);
 165 }
 166
 167 //Provide global definitions of external inverse postorder iterators...
 168 template <class T, class SetType = std::set<typename GraphTraits<T>::NodeType*> >
 169 struct ipo_ext_iterator : public ipo_iterator<T, SetType, true> {
 170   ipo_ext_iterator(const ipo_iterator<T, SetType, true> &V) :
 171     ipo_iterator<T, SetType, true>(&V) {}
 172   ipo_ext_iterator(const po_iterator<Inverse<T>, SetType, true> &V) :
 173     ipo_iterator<T, SetType, true>(&V) {}
 174 };
 175
 176 template <class T, class SetType>
 177 ipo_ext_iterator<T, SetType> ipo_ext_begin(T G, SetType &S) {
 178   return ipo_ext_iterator<T, SetType>::begin(G, S);
 179 }
 180
 181 template <class T, class SetType>
 182 ipo_ext_iterator<T, SetType> ipo_ext_end(T G, SetType &S) {
 183   return ipo_ext_iterator<T, SetType>::end(G, S);
 184 }
 185
 186 //===--------------------------------------------------------------------===//
 187 // Reverse Post Order CFG iterator code
 188 //===--------------------------------------------------------------------===//
 189 //
 190 // This is used to visit basic blocks in a method in reverse post order.  This
 191 // class is awkward to use because I don't know a good incremental algorithm to
 192 // computer RPO from a graph.  Because of this, the construction of the
 193 // ReversePostOrderTraversal object is expensive (it must walk the entire graph
 194 // with a postorder iterator to build the data structures).  The moral of this
 195 // story is: Don't create more ReversePostOrderTraversal classes than necessary.
 196 //
 197 // This class should be used like this:
 198 // {
 199 //   ReversePostOrderTraversal<Function*> RPOT(FuncPtr); // Expensive to create
 200 //   for (rpo_iterator I = RPOT.begin(); I != RPOT.end(); ++I) {
 201 //      ...
 202 //   }
 203 //   for (rpo_iterator I = RPOT.begin(); I != RPOT.end(); ++I) {
 204 //      ...
 205 //   }
 206 // }
 207 //
 208
 209 template<class GraphT, class GT = GraphTraits<GraphT> >
 210 class ReversePostOrderTraversal {
 211   typedef typename GT::NodeType NodeType;
 212   std::vector<NodeType*> Blocks;       // Block list in normal PO order
 213   inline void Initialize(NodeType *BB) {
 214     copy(po_begin(BB), po_end(BB), back_inserter(Blocks));
 215   }
 216 public:
 217   typedef typename std::vector<NodeType*>::reverse_iterator rpo_iterator;
 218
 219   inline ReversePostOrderTraversal(GraphT G) {
 220     Initialize(GT::getEntryNode(G));
 221   }
 222
 223   // Because we want a reverse post order, use reverse iterators from the vector
 224   inline rpo_iterator begin() { return Blocks.rbegin(); }
 225   inline rpo_iterator end()   { return Blocks.rend(); }
 226 };
 227
 228 } // End llvm namespace
 229
 230 #endif