layout/redactgraph.c

   1 /**/
   2
   3 #include <stdarg.h>
   4 #include <string.h>
   5 #include <stdlib.h>
   6 #include <stdio.h>
   7 #include <assert.h>
   8 #include <errno.h>
   9
  10 #include "dlist.h"
  11 #include "graph-data.h"
  12
  13 #define MMALLOC(sz) mmalloc(sz,__FILE__,__LINE__)
  14 #define MREALLOC(p,sz) mrealloc(p,sz,__FILE__,__LINE__)
  15
  16 static void *mmalloccheck(void *p, const char *op, size_t sz,
  17                           const char *file, int line) {
  18   if (p) return p;
  19   fprintf(stderr,"%s:%d: %s of %lu failed: %s\n",
  20           file, line, op, (unsigned long)sz, strerror(errno));
  21   exit(16);
  22 }
  23
  24 static void *mmalloc(size_t sz, const char *file, int line) {
  25   void *p;
  26   if (!sz) return 0;
  27   p= malloc(sz);
  28   return mmalloccheck(p,"malloc",sz,file,line);
  29 }
  30
  31 static void *mrealloc(void *p, size_t sz, const char *file, int line) {
  32   p= realloc(p,sz);
  33   return mmalloccheck(p,"realloc",sz,file,line);
  34 }
  35
  36 static char *mvasprintf(const char *fmt, va_list al)
  37      __attribute__((format(printf,1,0)));
  38 static char *mvasprintf(const char *fmt, va_list al) {
  39   char *p;
  40   int r;
  41
  42   r= vasprintf(&p,fmt,al);
  43   if (r<0) {
  44     fprintf(stderr,"vasprintf(\"%s\",...) failed: %s\n",
  45             fmt, strerror(errno));
  46     exit(16);
  47   }
  48   return p;
  49 }
  50
  51 static char *masprintf(const char *fmt, ...)
  52      __attribute__((format(printf,1,2)));
  53 static char *masprintf(const char *fmt, ...) {
  54   va_list al;
  55   char *p;
  56   va_start(al,fmt);
  57   p= mvasprintf(fmt,al);
  58   va_end(al);
  59   return p;
  60 }
  61
  62 /*---------- output processing ----------*/
  63
  64 static void voutputstuff(int trace, const char *fmt, va_list al)
  65      __attribute__((format(printf,2,0)));
  66 static void voutputstuff(int trace, const char *fmt, va_list al) {
  67   static struct OutputBuf {
  68     int used, allocd;
  69     char *buf;
  70   } bufs[2];
  71
  72   struct OutputBuf *b;
  73   char *s, *p, *newline;
  74   int l;
  75
  76   b= &bufs[trace];
  77   s= mvasprintf(fmt,al);
  78   p= s;
  79
  80   for (;;) {
  81     newline= strchr(p,'\n');
  82     if (newline) { *newline= 0; }
  83     l= strlen(p);
  84     if (l+b->used > b->allocd) {
  85       b->allocd= l+b->used;
  86       b->buf= MREALLOC(b->buf, b->allocd);
  87     }
  88     memcpy(b->buf+b->used, p, l);
  89     b->used += l;
  90
  91     if (!newline) break;
  92
  93     if (trace) { fputs("# ",stdout); }
  94     fwrite(b->buf, 1,b->used, stdout);
  95     putc('\n',stdout);
  96     if (ferror(stdout) || fflush(stdout)) {
  97       perror("stdout voutputstuff"); exit(12);
  98     }
  99     b->used= 0;
 100     p= newline+1;
 101   }
 102
 103   free(s);
 104 }
 105
 106 #define OF(fn,tr)                                                           \
 107   static void v##fn(const char *fmt, va_list al)                            \
 108      __attribute__((format(printf,1,0)));                                   \
 109   static void v##fn(const char *fmt, va_list al) {                          \
 110     voutputstuff(tr,fmt,al);                                                \
 111   }                                                                         \
 112   static void fn(const char *fmt, ...) __attribute__((format(printf,1,2))); \
 113   static void fn(const char *fmt, ...) {                                    \
 114     va_list al;                                                             \
 115     va_start(al,fmt);                                                       \
 116     v##fn(fmt,al);                                                          \
 117     va_end(al);                                                             \
 118   }
 119 OF(output,0)
 120 OF(trace,1)
 121
 122 /*---------- traceing of various things ----------*/
 123
 124 static void trace_node(Node *node) {
 125   trace("n%s",node->pname);
 126 }
 127
 128 static void trace_nodeside(NodeSide *node) {
 129   trace("n%s %c",node->node->pname,"OI"[node->side]);
 130 }
 131
 132 static void trace_edge(Edge *edge) {
 133   trace("e%s",edge->pname);
 134 }
 135
 136 static void trace_edgeend(EdgeEnd *edge) {
 137   trace("e%s %c",edge->edge->pname,"OI"[edge->end]);
 138 }
 139
 140 static void trace_combpos(int combpos, Segment *seg) {
 141   int i, weight;
 142   MovFeat *f;
 143
 144   trace("*");
 145   weight= 1;
 146   FOR_SEGMENT_MOVFEATS(i,f,seg) {
 147     if (!f->movfeat) continue;
 148     trace("%s%d", f->movfeat, (combpos / weight) % f->n_positions);
 149     weight *= f->n_positions;
 150   }
 151 }
 152
 153 /*---------- general graph-manipulation tools ----------*/
 154
 155 static EdgeEnd *edgeend_otherend(EdgeEnd *thisend) {
 156   return &thisend->edge->ends[!thisend->end];
 157 }
 158
 159 static int count_edges(const NodeSide *node) {
 160   int count;
 161   const EdgeEnd *edge;
 162
 163   for (count=0, edge=node->head;
 164        edge;
 165        count++, edge=edge->next);
 166   return count;
 167 }
 168
 169 static Edge *makeedge(const char *pname, double distance,
 170                       MovFeat *subseg, int movpos) {
 171   Edge *e;
 172   int end;
 173
 174   e= MMALLOC(sizeof(*e));
 175   e->pname= pname;
 176   e->distance= distance;
 177   e->subseg= subseg;
 178   e->movpos= movpos;
 179   FOR_BOTH(end) {
 180     e->ends[end].edge= e;
 181     e->ends[end].end= end;
 182   }
 183   trace("[new:"); trace_edge(e); trace("]");
 184   return e;
 185 }
 186
 187
 188 static void edgeend_detach(EdgeEnd *toremove) {
 189   trace("[detach:"); trace_edgeend(toremove);
 190   trace("-"); trace_nodeside(toremove->node); trace("]");
 191   LIST_UNLINK(*toremove->node, toremove);
 192 }
 193 static void edgeend_attach(EdgeEnd *toattach, NodeSide *newtarget) {
 194   trace("[attach:"); trace_edgeend(toattach);
 195   trace("-"); trace_nodeside(newtarget); trace("]");
 196   LIST_LINK_TAIL(*newtarget, toattach);
 197   toattach->node= newtarget;
 198 }
 199 static void edgeend_replumb(EdgeEnd *tomove, NodeSide *newtarget) {
 200   edgeend_detach(tomove);
 201   edgeend_attach(tomove,newtarget);
 202 }
 203
 204 static void edge_delete(Edge *edge) {
 205   edgeend_detach(&edge->ends[0]);
 206   edgeend_detach(&edge->ends[1]);
 207   trace("[delete:"); trace_edge(edge); trace("]");
 208 }
 209
 210 static void node_surely_orphaned(Node *node) {
 211   trace("[nodeorphan:"); trace_node(node); trace("]");
 212   assert(!node->sides[0].head);
 213   assert(!node->sides[1].head);
 214   LIST_UNLINK(all_nodes, node);
 215 }
 216
 217 /*---------- operations ----------*/
 218
 219   /* We combine the individual moveable features in each segment into
 220    * a single `feature' with the cross-product of all of the
 221    * positions.  The new feature does not appear in
 222    * Segment->[n_]movfeats, but Edge->subseg and Edge->movpos are
 223    * updated (ie Edge->subseg->segment->movfeats is the original array
 224    * containing only the actual features, and so does not contain
 225    * Edge->subseg).  It is often printed as if its name was `*' (which
 226    * is not legal in input files etc.).  The positions of the
 227    * *-feature are numbered according to the obvious arithmetic coding
 228    * of the individual actual feature positions.  See also
 229    * hostside/safety.h.
 230    *
 231    * The conversion has two stages:
 232    *
 233    * FIRST STAGE (movfeatmultedges):
 234    *
 235    * We multiply up each edge of any segment with moveable features to
 236    * be an edge which is a position of the *-feature.
 237    *
 238    * For example, if segment A1 has feature P with states 0 and 1
 239    * and feature J with states 0 and 1, then the edges are translated
 240    * as follows
 241    *   old edge    new edges
 242    *    A1          A1/P0J0 A1/P0J1 A1/P1J0 A1/P1J1
 243    *    A1/P0       A1/P0J0 A1/P0J1
 244    *    A1/P1                       A1/P1J0 A1/P1J1
 245    *    A1/J0       A1/P0J0         A1/P1J0
 246    *    A1/J1               A1/P0J1         A1/P1J1
 247    * Eg,
 248    *     *----A1/P0----*   becomes   *----A1/P0J0----*
 249    *                                  `---A1/P0J1---'
 250    *
 251    * SECOND STAGE:
 252    *
 253    * We remove stub moveable edges: whenever, at a node which has only
 254    * edges which are part of the same segment, we find an edge on one
 255    * side in which is not matched exactly (moveable feature settings
 256    * and direction) by an edge on the other side, we delete that extra
 257    * edge:
 258    *
 259    * is split into one node
 260    * for each position and direction (directions are
 261    * end0-to-side0+end1-to-side1 and end0-to-side1+end1-to-side0), to
 262    * which the corresponding edges are connected.  Any resulting node
 263    * which has only one edge is removed together with the edge.
 264    *
 265    * For example (neglecting direction for the purposes of the
 266    * example), when we start with:
 267    *
 268    *             ,---A1/P0J0---.
 269    *         ...*----A1/P0J1----*---A1/P0J1---*...
 270    *             `---A1/P1J0---' `--A1/P1J1--'
 271    *              `--A1/P1J1--'
 272    *
 273    * the edges A1/P0J0 and A1/P1J1 are not matched on the RHS of the node,
 274    * so they are removed:
 275    *
 276    *         ...*----A1/P0J1----*---A1/P0J1---*...
 277    *             `---A1/P1J0---' `--A1/P1J1--'
 278    *
 279    *
 280    * THIRD STAGE:
 281    *
 282    * We split nodes: every node which has only edges which are part of
 283    * the same segment is split into one node for each kind of edge
 284    * which goes through it.  The 2nd stage ensures that this is always
 285    * straightforward.
 286    *
 287    * Our example above turns into:
 288    *
 289    *         ...*----A1/P0J1----*---A1/P0J1---*...
 290    *             `---A1/P1J0----*---A1/P1J1--'
 291    */
 292
 293 static void movfeatmultedges(void) {
 294   Node *node;
 295   int side, l, i, weight, combpos, end;
 296   EdgeEnd *edgeend;
 297   Edge *edge, *newedge;
 298   Segment *segment;
 299   MovFeat *subseg, *starfeature, *loopfeat;
 300   char *featstr;
 301
 302   trace("movfeatmultedges ...\n");
 303   FOR_ALL_NODES(node) {
 304     FOR_EDGES(edge, node,side,edgeend) {
 305       subseg= edge->subseg;
 306       segment= subseg->segment;
 307
 308       trace("movfeatmultedges "); trace_edge(edge);
 309       trace(" segment %s ", segment->segname);
 310       if (segment->n_movfeats<=1) { trace("no moveables\n"); continue; }
 311       if (subseg == segment->starfeature) { trace("*-feature\n"); continue; }
 312
 313       starfeature= segment->starfeature;
 314       if (starfeature) {
 315         trace("old");
 316       } else {
 317         trace("new");
 318         starfeature= MMALLOC(sizeof(*starfeature));
 319         starfeature->segment= segment;
 320
 321         l=2;  starfeature->n_positions=1;
 322         FOR_SEGMENT_MOVFEATS(i,loopfeat, segment) {
 323           if (!loopfeat->movfeat) continue;
 324           l += strlen(loopfeat->movfeat);
 325           starfeature->n_positions *= loopfeat->n_positions;
 326         }
 327
 328         starfeature->movfeat= featstr= MMALLOC(l);
 329         strcpy(featstr, "*");
 330
 331         FOR_SEGMENT_MOVFEATS(i,loopfeat, segment) {
 332           if (!loopfeat->movfeat) continue;
 333           strcat(featstr, loopfeat->movfeat);
 334         }
 335
 336         segment->starfeature= starfeature;
 337       }
 338       trace(" %s(%d) ", starfeature->movfeat, starfeature->n_positions);
 339
 340       if (subseg->movfeat) {
 341         weight= 1;
 342         FOR_SEGMENT_MOVFEATS(i,loopfeat, segment) {
 343           if (loopfeat == subseg) goto found;
 344           weight *= loopfeat->n_positions;
 345         }
 346         abort();
 347       found:
 348         trace("%s(x%d)",subseg->movfeat,weight);
 349       } else {
 350         weight= 1;
 351         trace("fixed");
 352       }
 353
 354       trace(" ...\n");
 355
 356       for (combpos=0; combpos<starfeature->n_positions; combpos++) {
 357         trace("movfeatmultedges  "); trace_combpos(combpos,segment);
 358         if ((combpos / weight) % subseg->n_positions != edge->movpos) {
 359           trace(" excluded\n");
 360           continue;
 361         }
 362         newedge= makeedge(masprintf("%s/*%d",edge->pname,combpos),
 363                           edge->distance,
 364                           starfeature,
 365                           combpos);
 366         FOR_BOTH(end)
 367           edgeend_attach(&newedge->ends[end], edge->ends[end].node);
 368       }
 369       edge_delete(edge);
 370       /* edge_delete doesn't destroy or modify this edge node,
 371        * so we can safely carry on with this loop, which will
 372        * now carry on with the next edge - either one we've just
 373        * added, or the one which was next before we started messing
 374        * about.
 375        */
 376     }
 377   }
 378   trace("movfeatmultedges complete.\n");
 379 }
 380
 381 static void elimtrivial(void) {
 382   /* Eliminate trivial nodes: ones which have only two edges, which
 383    * come in on opposite sides, have the same subsegspec, and with the
 384    * two ends identically aligned.
 385    */
 386   EdgeEnd *leftedge, *rightedge;
 387   Node *node, *next_node;
 388
 389   FOR_ALL_NODES(node) {
 390     next_node=node->next;
 391     trace("elimtrivial node "); trace_node(node); trace(" ");
 392     if (!(count_edges(&node->sides[0])==1 &&
 393           count_edges(&node->sides[1])==1)) {
 394       trace("no, a non-unitary side\n");
 395       continue;
 396     }
 397     leftedge= node->sides[0].head;
 398     rightedge= node->sides[1].head;
 399     if (leftedge->edge->subseg != rightedge->edge->subseg) {
 400       trace("no, (sub)segments differ\n");
 401       continue;
 402     }
 403     if (leftedge->edge->movpos != rightedge->edge->movpos) {
 404       trace("no, movpos's differ\n");
 405       continue;
 406     }
 407     if (leftedge->end == rightedge->end) {
 408       trace("no, opposite alignment\n");
 409       continue;
 410     }
 411     trace(" yes:\n");
 412     rightedge->edge->pname=
 413       masprintf("%s+%s", leftedge->edge->pname, rightedge->edge->pname);
 414     rightedge->edge->distance += leftedge->edge->distance;
 415     edgeend_replumb(rightedge, edgeend_otherend(leftedge)->node);
 416     edge_delete(leftedge->edge);
 417     node_surely_orphaned(node);
 418     trace(" elimtrivial operation complete\n");
 419   }
 420 }
 421
 422 static void check(const char *why) {
 423   Node *node;
 424   int alloc_edone, used_edone;
 425   typedef struct { Edge *edge; int endsdone; } EdgeDone;
 426   EdgeDone *edone, *search_edone;
 427   int side;
 428   EdgeEnd *edgeend;
 429   Edge *edge;
 430
 431   edone= 0;
 432   alloc_edone= used_edone= 0;
 433
 434   trace("consistency check (%s) ...\n",why);
 435   FOR_ALL_NODES(node) {
 436     trace(" consistency "); trace_node(node); trace("\n");
 437     LIST_CHECKNODE(all_nodes,node);
 438     FOR_BOTH(side) {
 439       trace(" consistency "); trace_nodeside(&node->sides[side]); trace("\n");
 440       assert(node->sides[side].node == node);
 441       assert(node->sides[side].side == side);
 442       for (edgeend=node->sides[side].head; edgeend; edgeend=edgeend->next) {
 443         trace(" consistency "); trace_nodeside(&node->sides[side]);
 444         trace(" "); trace_edgeend(edgeend); trace("\n");
 445
 446         edge= edgeend->edge;
 447         LIST_CHECKNODE(node->sides[side], edgeend);
 448         assert(edgeend == &edge->ends[edgeend->end]);
 449         assert(edgeend->node == &node->sides[side]);
 450         if (used_edone==alloc_edone) {
 451           alloc_edone += 2; alloc_edone *= 2;
 452           edone= MREALLOC(edone, alloc_edone * sizeof(*edone));
 453         }
 454         for (search_edone= edone;
 455              search_edone < edone + used_edone && search_edone->edge != edge;
 456              search_edone++);
 457         if (search_edone >= edone + used_edone) {
 458           search_edone->edge= edge;
 459           search_edone->endsdone= 0;
 460           used_edone++;
 461         }
 462         search_edone->endsdone++;
 463         assert(search_edone->endsdone <= 2);
 464       }
 465     }
 466   }
 467   for (search_edone= edone;
 468        search_edone < edone + used_edone;
 469        search_edone++) {
 470     trace("consistency "); trace_edge(search_edone->edge);
 471     trace(" count=%d\n", search_edone->endsdone);
 472     assert(search_edone->endsdone == 2);
 473   }
 474   trace("consistency check (%s) ok\n",why);
 475 }
 476
 477 static void consistency(void) {
 478   check("command-line request");
 479 }
 480
 481 static void printforneato(void) {
 482   Node *node;
 483   EdgeEnd *edgeend;
 484   Edge *edge;
 485   int side;
 486
 487   output("digraph L {\n");
 488
 489   FOR_ALL_NODES(node) {
 490     output("  n%sO [label=\"%s\"];\n"
 491            "  n%sI [label=\"+\"];\n",
 492            node->pname, node->pname, node->pname);
 493     output("  n%sO -> n%sI [len=0.25 arrowsize=0];\n",
 494            node->pname, node->pname);
 495     FOR_EDGES(edge, node,side,edgeend) {
 496       output("  n%s%c -> n%s%c [label=\"%s:",
 497              edge->ends[0].node->node->pname,
 498              "OI"[edge->ends[0].node->side],
 499              edge->ends[1].node->node->pname,
 500              "OI"[edge->ends[1].node->side],
 501              edge->pname);
 502       if (!edge->subseg->segment->segname) {
 503         output("?");
 504       } else {
 505         output(edge->subseg->segment->segname);
 506         if (edge->subseg->movfeat) {
 507           output("/%s%d",edge->subseg->movfeat,edge->movpos);
 508         }
 509       }
 510       output(":%.2f\"];\n",edge->distance);
 511     }
 512   }
 513   output("}\n");
 514 }
 515
 516 typedef struct {
 517   const char *name;
 518   void (*fn)(void);
 519 } OpInfo;
 520
 521 static const OpInfo opinfos[]= {
 522 #define OI(x) { #x, x },
 523   OI(printforneato)
 524   OI(consistency)
 525   OI(movfeatmultedges)
 526   OI(elimtrivial)
 527   { 0,0 }
 528 };
 529
 530 static void usage(void) {
 531   const OpInfo *oi;
 532
 533   fprintf(stderr,
 534           "usage: .../redactgraph <operation> [<operation>...]\n"
 535           "operations:\n");
 536   for (oi=opinfos; oi->name; oi++) {
 537     fprintf(stderr," %s\n",oi->name);
 538   }
 539   fflush(stderr);
 540   exit(8);
 541 }
 542
 543 int main(int argc, const char *const *argv) {
 544   const OpInfo *oi;
 545   const char *arg;
 546
 547   if (!argv[0] || !argv[1]) usage();
 548
 549   while ((arg= *++argv)) {
 550     for (oi=opinfos; oi->name && strcmp(arg,oi->name); oi++);
 551     if (!oi->name) usage();
 552     oi->fn();
 553   }
 554   trace("\n");
 555   output("\n");
 556   if (ferror(stdout) || fflush(stdout)) { perror("stdout"); exit(12); }
 557   exit(0);
 558 }