include/llvm/Support/GraphWriter.h

   1 //===-- llvm/Support/GraphWriter.h - Write graph to a .dot file -*- 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 defines a simple interface that can be used to print out generic
  11 // LLVM graphs to ".dot" files.  "dot" is a tool that is part of the AT&T
  12 // graphviz package (http://www.research.att.com/sw/tools/graphviz/) which can
  13 // be used to turn the files output by this interface into a variety of
  14 // different graphics formats.
  15 //
  16 // Graphs do not need to implement any interface past what is already required
  17 // by the GraphTraits template, but they can choose to implement specializations
  18 // of the DOTGraphTraits template if they want to customize the graphs output in
  19 // any way.
  20 //
  21 //===----------------------------------------------------------------------===//
  22
  23 #ifndef LLVM_SUPPORT_GRAPHWRITER_H
  24 #define LLVM_SUPPORT_GRAPHWRITER_H
  25
  26 #include "llvm/ADT/GraphTraits.h"
  27 #include "llvm/ADT/Twine.h"
  28 #include "llvm/Support/DOTGraphTraits.h"
  29 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
  30 #include <vector>
  31
  32 namespace llvm {
  33
  34 namespace DOT {  // Private functions...
  35   std::string EscapeString(const std::string &Label);
  36
  37   /// \brief Get a color string for this node number. Simply round-robin selects
  38   /// from a reasonable number of colors.
  39   StringRef getColorString(unsigned NodeNumber);
  40 }
  41
  42 namespace GraphProgram {
  43    enum Name {
  44       DOT,
  45       FDP,
  46       NEATO,
  47       TWOPI,
  48       CIRCO
  49    };
  50 }
  51
  52 bool DisplayGraph(StringRef Filename, bool wait = true,
  53                   GraphProgram::Name program = GraphProgram::DOT);
  54
  55 template<typename GraphType>
  56 class GraphWriter {
  57   raw_ostream &O;
  58   const GraphType &G;
  59
  60   typedef DOTGraphTraits<GraphType>           DOTTraits;
  61   typedef GraphTraits<GraphType>              GTraits;
  62   typedef typename GTraits::NodeType          NodeType;
  63   typedef typename GTraits::nodes_iterator    node_iterator;
  64   typedef typename GTraits::ChildIteratorType child_iterator;
  65   DOTTraits DTraits;
  66
  67   // Writes the edge labels of the node to O and returns true if there are any
  68   // edge labels not equal to the empty string "".
  69   bool getEdgeSourceLabels(raw_ostream &O, NodeType *Node) {
  70     child_iterator EI = GTraits::child_begin(Node);
  71     child_iterator EE = GTraits::child_end(Node);
  72     bool hasEdgeSourceLabels = false;
  73
  74     for (unsigned i = 0; EI != EE && i != 64; ++EI, ++i) {
  75       std::string label = DTraits.getEdgeSourceLabel(Node, EI);
  76
  77       if (label.empty())
  78         continue;
  79
  80       hasEdgeSourceLabels = true;
  81
  82       if (i)
  83         O << "|";
  84
  85       O << "<s" << i << ">" << DOT::EscapeString(label);
  86     }
  87
  88     if (EI != EE && hasEdgeSourceLabels)
  89       O << "|<s64>truncated...";
  90
  91     return hasEdgeSourceLabels;
  92   }
  93
  94 public:
  95   GraphWriter(raw_ostream &o, const GraphType &g, bool SN) : O(o), G(g) {
  96     DTraits = DOTTraits(SN);
  97   }
  98
  99   void writeGraph(const std::string &Title = "") {
 100     // Output the header for the graph...
 101     writeHeader(Title);
 102
 103     // Emit all of the nodes in the graph...
 104     writeNodes();
 105
 106     // Output any customizations on the graph
 107     DOTGraphTraits<GraphType>::addCustomGraphFeatures(G, *this);
 108
 109     // Output the end of the graph
 110     writeFooter();
 111   }
 112
 113   void writeHeader(const std::string &Title) {
 114     std::string GraphName = DTraits.getGraphName(G);
 115
 116     if (!Title.empty())
 117       O << "digraph \"" << DOT::EscapeString(Title) << "\" {\n";
 118     else if (!GraphName.empty())
 119       O << "digraph \"" << DOT::EscapeString(GraphName) << "\" {\n";
 120     else
 121       O << "digraph unnamed {\n";
 122
 123     if (DTraits.renderGraphFromBottomUp())
 124       O << "\trankdir=\"BT\";\n";
 125
 126     if (!Title.empty())
 127       O << "\tlabel=\"" << DOT::EscapeString(Title) << "\";\n";
 128     else if (!GraphName.empty())
 129       O << "\tlabel=\"" << DOT::EscapeString(GraphName) << "\";\n";
 130     O << DTraits.getGraphProperties(G);
 131     O << "\n";
 132   }
 133
 134   void writeFooter() {
 135     // Finish off the graph
 136     O << "}\n";
 137   }
 138
 139   void writeNodes() {
 140     // Loop over the graph, printing it out...
 141     for (node_iterator I = GTraits::nodes_begin(G), E = GTraits::nodes_end(G);
 142          I != E; ++I)
 143       if (!isNodeHidden(*I))
 144         writeNode(*I);
 145   }
 146
 147   bool isNodeHidden(NodeType &Node) {
 148     return isNodeHidden(&Node);
 149   }
 150
 151   bool isNodeHidden(NodeType *const *Node) {
 152     return isNodeHidden(*Node);
 153   }
 154
 155   bool isNodeHidden(NodeType *Node) {
 156     return DTraits.isNodeHidden(Node);
 157   }
 158
 159   void writeNode(NodeType& Node) {
 160     writeNode(&Node);
 161   }
 162
 163   void writeNode(NodeType *const *Node) {
 164     writeNode(*Node);
 165   }
 166
 167   void writeNode(NodeType *Node) {
 168     std::string NodeAttributes = DTraits.getNodeAttributes(Node, G);
 169
 170     O << "\tNode" << static_cast<const void*>(Node) << " [shape=record,";
 171     if (!NodeAttributes.empty()) O << NodeAttributes << ",";
 172     O << "label=\"{";
 173
 174     if (!DTraits.renderGraphFromBottomUp()) {
 175       O << DOT::EscapeString(DTraits.getNodeLabel(Node, G));
 176
 177       // If we should include the address of the node in the label, do so now.
 178       if (DTraits.hasNodeAddressLabel(Node, G))
 179         O << "|" << static_cast<const void*>(Node);
 180
 181       std::string NodeDesc = DTraits.getNodeDescription(Node, G);
 182       if (!NodeDesc.empty())
 183         O << "|" << DOT::EscapeString(NodeDesc);
 184     }
 185
 186     std::string edgeSourceLabels;
 187     raw_string_ostream EdgeSourceLabels(edgeSourceLabels);
 188     bool hasEdgeSourceLabels = getEdgeSourceLabels(EdgeSourceLabels, Node);
 189
 190     if (hasEdgeSourceLabels) {
 191       if (!DTraits.renderGraphFromBottomUp()) O << "|";
 192
 193       O << "{" << EdgeSourceLabels.str() << "}";
 194
 195       if (DTraits.renderGraphFromBottomUp()) O << "|";
 196     }
 197
 198     if (DTraits.renderGraphFromBottomUp()) {
 199       O << DOT::EscapeString(DTraits.getNodeLabel(Node, G));
 200
 201       // If we should include the address of the node in the label, do so now.
 202       if (DTraits.hasNodeAddressLabel(Node, G))
 203         O << "|" << static_cast<const void*>(Node);
 204
 205       std::string NodeDesc = DTraits.getNodeDescription(Node, G);
 206       if (!NodeDesc.empty())
 207         O << "|" << DOT::EscapeString(NodeDesc);
 208     }
 209
 210     if (DTraits.hasEdgeDestLabels()) {
 211       O << "|{";
 212
 213       unsigned i = 0, e = DTraits.numEdgeDestLabels(Node);
 214       for (; i != e && i != 64; ++i) {
 215         if (i) O << "|";
 216         O << "<d" << i << ">"
 217           << DOT::EscapeString(DTraits.getEdgeDestLabel(Node, i));
 218       }
 219
 220       if (i != e)
 221         O << "|<d64>truncated...";
 222       O << "}";
 223     }
 224
 225     O << "}\"];\n";   // Finish printing the "node" line
 226
 227     // Output all of the edges now
 228     child_iterator EI = GTraits::child_begin(Node);
 229     child_iterator EE = GTraits::child_end(Node);
 230     for (unsigned i = 0; EI != EE && i != 64; ++EI, ++i)
 231       if (!DTraits.isNodeHidden(*EI))
 232         writeEdge(Node, i, EI);
 233     for (; EI != EE; ++EI)
 234       if (!DTraits.isNodeHidden(*EI))
 235         writeEdge(Node, 64, EI);
 236   }
 237
 238   void writeEdge(NodeType *Node, unsigned edgeidx, child_iterator EI) {
 239     if (NodeType *TargetNode = *EI) {
 240       int DestPort = -1;
 241       if (DTraits.edgeTargetsEdgeSource(Node, EI)) {
 242         child_iterator TargetIt = DTraits.getEdgeTarget(Node, EI);
 243
 244         // Figure out which edge this targets...
 245         unsigned Offset =
 246           (unsigned)std::distance(GTraits::child_begin(TargetNode), TargetIt);
 247         DestPort = static_cast<int>(Offset);
 248       }
 249
 250       if (DTraits.getEdgeSourceLabel(Node, EI).empty())
 251         edgeidx = -1;
 252
 253       emitEdge(static_cast<const void*>(Node), edgeidx,
 254                static_cast<const void*>(TargetNode), DestPort,
 255                DTraits.getEdgeAttributes(Node, EI, G));
 256     }
 257   }
 258
 259   /// emitSimpleNode - Outputs a simple (non-record) node
 260   void emitSimpleNode(const void *ID, const std::string &Attr,
 261                    const std::string &Label, unsigned NumEdgeSources = 0,
 262                    const std::vector<std::string> *EdgeSourceLabels = nullptr) {
 263     O << "\tNode" << ID << "[ ";
 264     if (!Attr.empty())
 265       O << Attr << ",";
 266     O << " label =\"";
 267     if (NumEdgeSources) O << "{";
 268     O << DOT::EscapeString(Label);
 269     if (NumEdgeSources) {
 270       O << "|{";
 271
 272       for (unsigned i = 0; i != NumEdgeSources; ++i) {
 273         if (i) O << "|";
 274         O << "<s" << i << ">";
 275         if (EdgeSourceLabels) O << DOT::EscapeString((*EdgeSourceLabels)[i]);
 276       }
 277       O << "}}";
 278     }
 279     O << "\"];\n";
 280   }
 281
 282   /// emitEdge - Output an edge from a simple node into the graph...
 283   void emitEdge(const void *SrcNodeID, int SrcNodePort,
 284                 const void *DestNodeID, int DestNodePort,
 285                 const std::string &Attrs) {
 286     if (SrcNodePort  > 64) return;             // Eminating from truncated part?
 287     if (DestNodePort > 64) DestNodePort = 64;  // Targeting the truncated part?
 288
 289     O << "\tNode" << SrcNodeID;
 290     if (SrcNodePort >= 0)
 291       O << ":s" << SrcNodePort;
 292     O << " -> Node" << DestNodeID;
 293     if (DestNodePort >= 0 && DTraits.hasEdgeDestLabels())
 294       O << ":d" << DestNodePort;
 295
 296     if (!Attrs.empty())
 297       O << "[" << Attrs << "]";
 298     O << ";\n";
 299   }
 300
 301   /// getOStream - Get the raw output stream into the graph file. Useful to
 302   /// write fancy things using addCustomGraphFeatures().
 303   raw_ostream &getOStream() {
 304     return O;
 305   }
 306 };
 307
 308 template<typename GraphType>
 309 raw_ostream &WriteGraph(raw_ostream &O, const GraphType &G,
 310                         bool ShortNames = false,
 311                         const Twine &Title = "") {
 312   // Start the graph emission process...
 313   GraphWriter<GraphType> W(O, G, ShortNames);
 314
 315   // Emit the graph.
 316   W.writeGraph(Title.str());
 317
 318   return O;
 319 }
 320
 321 std::string createGraphFilename(const Twine &Name, int &FD);
 322
 323 template <typename GraphType>
 324 std::string WriteGraph(const GraphType &G, const Twine &Name,
 325                        bool ShortNames = false, const Twine &Title = "") {
 326   int FD;
 327   // Windows can't always handle long paths, so limit the length of the name.
 328   std::string N = Name.str();
 329   N = N.substr(0, std::min<std::size_t>(N.size(), 140));
 330   std::string Filename = createGraphFilename(N, FD);
 331   raw_fd_ostream O(FD, /*shouldClose=*/ true);
 332
 333   if (FD == -1) {
 334     errs() << "error opening file '" << Filename << "' for writing!\n";
 335     return "";
 336   }
 337
 338   llvm::WriteGraph(O, G, ShortNames, Title);
 339   errs() << " done. \n";
 340
 341   return Filename;
 342 }
 343
 344 /// ViewGraph - Emit a dot graph, run 'dot', run gv on the postscript file,
 345 /// then cleanup.  For use from the debugger.
 346 ///
 347 template<typename GraphType>
 348 void ViewGraph(const GraphType &G, const Twine &Name,
 349                bool ShortNames = false, const Twine &Title = "",
 350                GraphProgram::Name Program = GraphProgram::DOT) {
 351   std::string Filename = llvm::WriteGraph(G, Name, ShortNames, Title);
 352
 353   if (Filename.empty())
 354     return;
 355
 356   DisplayGraph(Filename, true, Program);
 357 }
 358
 359 } // End llvm namespace
 360
 361 #endif