]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/include/llvm/ADT/IntervalMap.h
MFV r316083,316094:
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / include / llvm / ADT / IntervalMap.h
1 //===- llvm/ADT/IntervalMap.h - A sorted interval map -----------*- 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 implements a coalescing interval map for small objects.
11 //
12 // KeyT objects are mapped to ValT objects. Intervals of keys that map to the
13 // same value are represented in a compressed form.
14 //
15 // Iterators provide ordered access to the compressed intervals rather than the
16 // individual keys, and insert and erase operations use key intervals as well.
17 //
18 // Like SmallVector, IntervalMap will store the first N intervals in the map
19 // object itself without any allocations. When space is exhausted it switches to
20 // a B+-tree representation with very small overhead for small key and value
21 // objects.
22 //
23 // A Traits class specifies how keys are compared. It also allows IntervalMap to
24 // work with both closed and half-open intervals.
25 //
26 // Keys and values are not stored next to each other in a std::pair, so we don't
27 // provide such a value_type. Dereferencing iterators only returns the mapped
28 // value. The interval bounds are accessible through the start() and stop()
29 // iterator methods.
30 //
31 // IntervalMap is optimized for small key and value objects, 4 or 8 bytes each
32 // is the optimal size. For large objects use std::map instead.
33 //
34 //===----------------------------------------------------------------------===//
35 //
36 // Synopsis:
37 //
38 // template <typename KeyT, typename ValT, unsigned N, typename Traits>
39 // class IntervalMap {
40 // public:
41 //   typedef KeyT key_type;
42 //   typedef ValT mapped_type;
43 //   typedef RecyclingAllocator<...> Allocator;
44 //   class iterator;
45 //   class const_iterator;
46 //
47 //   explicit IntervalMap(Allocator&);
48 //   ~IntervalMap():
49 //
50 //   bool empty() const;
51 //   KeyT start() const;
52 //   KeyT stop() const;
53 //   ValT lookup(KeyT x, Value NotFound = Value()) const;
54 //
55 //   const_iterator begin() const;
56 //   const_iterator end() const;
57 //   iterator begin();
58 //   iterator end();
59 //   const_iterator find(KeyT x) const;
60 //   iterator find(KeyT x);
61 //
62 //   void insert(KeyT a, KeyT b, ValT y);
63 //   void clear();
64 // };
65 //
66 // template <typename KeyT, typename ValT, unsigned N, typename Traits>
67 // class IntervalMap::const_iterator :
68 //   public std::iterator<std::bidirectional_iterator_tag, ValT> {
69 // public:
70 //   bool operator==(const const_iterator &) const;
71 //   bool operator!=(const const_iterator &) const;
72 //   bool valid() const;
73 //
74 //   const KeyT &start() const;
75 //   const KeyT &stop() const;
76 //   const ValT &value() const;
77 //   const ValT &operator*() const;
78 //   const ValT *operator->() const;
79 //
80 //   const_iterator &operator++();
81 //   const_iterator &operator++(int);
82 //   const_iterator &operator--();
83 //   const_iterator &operator--(int);
84 //   void goToBegin();
85 //   void goToEnd();
86 //   void find(KeyT x);
87 //   void advanceTo(KeyT x);
88 // };
89 //
90 // template <typename KeyT, typename ValT, unsigned N, typename Traits>
91 // class IntervalMap::iterator : public const_iterator {
92 // public:
93 //   void insert(KeyT a, KeyT b, Value y);
94 //   void erase();
95 // };
96 //
97 //===----------------------------------------------------------------------===//
98
99 #ifndef LLVM_ADT_INTERVALMAP_H
100 #define LLVM_ADT_INTERVALMAP_H
101
102 #include "llvm/ADT/PointerIntPair.h"
103 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
104 #include "llvm/Support/AlignOf.h"
105 #include "llvm/Support/Allocator.h"
106 #include "llvm/Support/RecyclingAllocator.h"
107 #include <algorithm>
108 #include <cassert>
109 #include <iterator>
110 #include <new>
111 #include <utility>
112
113 namespace llvm {
114
115 //===----------------------------------------------------------------------===//
116 //---                              Key traits                              ---//
117 //===----------------------------------------------------------------------===//
118 //
119 // The IntervalMap works with closed or half-open intervals.
120 // Adjacent intervals that map to the same value are coalesced.
121 //
122 // The IntervalMapInfo traits class is used to determine if a key is contained
123 // in an interval, and if two intervals are adjacent so they can be coalesced.
124 // The provided implementation works for closed integer intervals, other keys
125 // probably need a specialized version.
126 //
127 // The point x is contained in [a;b] when !startLess(x, a) && !stopLess(b, x).
128 //
129 // It is assumed that (a;b] half-open intervals are not used, only [a;b) is
130 // allowed. This is so that stopLess(a, b) can be used to determine if two
131 // intervals overlap.
132 //
133 //===----------------------------------------------------------------------===//
134
135 template <typename T>
136 struct IntervalMapInfo {
137   /// startLess - Return true if x is not in [a;b].
138   /// This is x < a both for closed intervals and for [a;b) half-open intervals.
139   static inline bool startLess(const T &x, const T &a) {
140     return x < a;
141   }
142
143   /// stopLess - Return true if x is not in [a;b].
144   /// This is b < x for a closed interval, b <= x for [a;b) half-open intervals.
145   static inline bool stopLess(const T &b, const T &x) {
146     return b < x;
147   }
148
149   /// adjacent - Return true when the intervals [x;a] and [b;y] can coalesce.
150   /// This is a+1 == b for closed intervals, a == b for half-open intervals.
151   static inline bool adjacent(const T &a, const T &b) {
152     return a+1 == b;
153   }
154
155   /// nonEmpty - Return true if [a;b] is non-empty.
156   /// This is a <= b for a closed interval, a < b for [a;b) half-open intervals.
157   static inline bool nonEmpty(const T &a, const T &b) {
158     return a <= b;
159   }
160 };
161
162 template <typename T>
163 struct IntervalMapHalfOpenInfo {
164   /// startLess - Return true if x is not in [a;b).
165   static inline bool startLess(const T &x, const T &a) {
166     return x < a;
167   }
168
169   /// stopLess - Return true if x is not in [a;b).
170   static inline bool stopLess(const T &b, const T &x) {
171     return b <= x;
172   }
173
174   /// adjacent - Return true when the intervals [x;a) and [b;y) can coalesce.
175   static inline bool adjacent(const T &a, const T &b) {
176     return a == b;
177   }
178
179   /// nonEmpty - Return true if [a;b) is non-empty.
180   static inline bool nonEmpty(const T &a, const T &b) {
181     return a < b;
182   }
183 };
184
185 /// IntervalMapImpl - Namespace used for IntervalMap implementation details.
186 /// It should be considered private to the implementation.
187 namespace IntervalMapImpl {
188
189 typedef std::pair<unsigned,unsigned> IdxPair;
190
191 //===----------------------------------------------------------------------===//
192 //---                    IntervalMapImpl::NodeBase                         ---//
193 //===----------------------------------------------------------------------===//
194 //
195 // Both leaf and branch nodes store vectors of pairs.
196 // Leaves store ((KeyT, KeyT), ValT) pairs, branches use (NodeRef, KeyT).
197 //
198 // Keys and values are stored in separate arrays to avoid padding caused by
199 // different object alignments. This also helps improve locality of reference
200 // when searching the keys.
201 //
202 // The nodes don't know how many elements they contain - that information is
203 // stored elsewhere. Omitting the size field prevents padding and allows a node
204 // to fill the allocated cache lines completely.
205 //
206 // These are typical key and value sizes, the node branching factor (N), and
207 // wasted space when nodes are sized to fit in three cache lines (192 bytes):
208 //
209 //   T1  T2   N Waste  Used by
210 //    4   4  24   0    Branch<4> (32-bit pointers)
211 //    8   4  16   0    Leaf<4,4>, Branch<4>
212 //    8   8  12   0    Leaf<4,8>, Branch<8>
213 //   16   4   9  12    Leaf<8,4>
214 //   16   8   8   0    Leaf<8,8>
215 //
216 //===----------------------------------------------------------------------===//
217
218 template <typename T1, typename T2, unsigned N>
219 class NodeBase {
220 public:
221   enum { Capacity = N };
222
223   T1 first[N];
224   T2 second[N];
225
226   /// copy - Copy elements from another node.
227   /// @param Other Node elements are copied from.
228   /// @param i     Beginning of the source range in other.
229   /// @param j     Beginning of the destination range in this.
230   /// @param Count Number of elements to copy.
231   template <unsigned M>
232   void copy(const NodeBase<T1, T2, M> &Other, unsigned i,
233             unsigned j, unsigned Count) {
234     assert(i + Count <= M && "Invalid source range");
235     assert(j + Count <= N && "Invalid dest range");
236     for (unsigned e = i + Count; i != e; ++i, ++j) {
237       first[j]  = Other.first[i];
238       second[j] = Other.second[i];
239     }
240   }
241
242   /// moveLeft - Move elements to the left.
243   /// @param i     Beginning of the source range.
244   /// @param j     Beginning of the destination range.
245   /// @param Count Number of elements to copy.
246   void moveLeft(unsigned i, unsigned j, unsigned Count) {
247     assert(j <= i && "Use moveRight shift elements right");
248     copy(*this, i, j, Count);
249   }
250
251   /// moveRight - Move elements to the right.
252   /// @param i     Beginning of the source range.
253   /// @param j     Beginning of the destination range.
254   /// @param Count Number of elements to copy.
255   void moveRight(unsigned i, unsigned j, unsigned Count) {
256     assert(i <= j && "Use moveLeft shift elements left");
257     assert(j + Count <= N && "Invalid range");
258     while (Count--) {
259       first[j + Count]  = first[i + Count];
260       second[j + Count] = second[i + Count];
261     }
262   }
263
264   /// erase - Erase elements [i;j).
265   /// @param i    Beginning of the range to erase.
266   /// @param j    End of the range. (Exclusive).
267   /// @param Size Number of elements in node.
268   void erase(unsigned i, unsigned j, unsigned Size) {
269     moveLeft(j, i, Size - j);
270   }
271
272   /// erase - Erase element at i.
273   /// @param i    Index of element to erase.
274   /// @param Size Number of elements in node.
275   void erase(unsigned i, unsigned Size) {
276     erase(i, i+1, Size);
277   }
278
279   /// shift - Shift elements [i;size) 1 position to the right.
280   /// @param i    Beginning of the range to move.
281   /// @param Size Number of elements in node.
282   void shift(unsigned i, unsigned Size) {
283     moveRight(i, i + 1, Size - i);
284   }
285
286   /// transferToLeftSib - Transfer elements to a left sibling node.
287   /// @param Size  Number of elements in this.
288   /// @param Sib   Left sibling node.
289   /// @param SSize Number of elements in sib.
290   /// @param Count Number of elements to transfer.
291   void transferToLeftSib(unsigned Size, NodeBase &Sib, unsigned SSize,
292                          unsigned Count) {
293     Sib.copy(*this, 0, SSize, Count);
294     erase(0, Count, Size);
295   }
296
297   /// transferToRightSib - Transfer elements to a right sibling node.
298   /// @param Size  Number of elements in this.
299   /// @param Sib   Right sibling node.
300   /// @param SSize Number of elements in sib.
301   /// @param Count Number of elements to transfer.
302   void transferToRightSib(unsigned Size, NodeBase &Sib, unsigned SSize,
303                           unsigned Count) {
304     Sib.moveRight(0, Count, SSize);
305     Sib.copy(*this, Size-Count, 0, Count);
306   }
307
308   /// adjustFromLeftSib - Adjust the number if elements in this node by moving
309   /// elements to or from a left sibling node.
310   /// @param Size  Number of elements in this.
311   /// @param Sib   Right sibling node.
312   /// @param SSize Number of elements in sib.
313   /// @param Add   The number of elements to add to this node, possibly < 0.
314   /// @return      Number of elements added to this node, possibly negative.
315   int adjustFromLeftSib(unsigned Size, NodeBase &Sib, unsigned SSize, int Add) {
316     if (Add > 0) {
317       // We want to grow, copy from sib.
318       unsigned Count = std::min(std::min(unsigned(Add), SSize), N - Size);
319       Sib.transferToRightSib(SSize, *this, Size, Count);
320       return Count;
321     } else {
322       // We want to shrink, copy to sib.
323       unsigned Count = std::min(std::min(unsigned(-Add), Size), N - SSize);
324       transferToLeftSib(Size, Sib, SSize, Count);
325       return -Count;
326     }
327   }
328 };
329
330 /// IntervalMapImpl::adjustSiblingSizes - Move elements between sibling nodes.
331 /// @param Node  Array of pointers to sibling nodes.
332 /// @param Nodes Number of nodes.
333 /// @param CurSize Array of current node sizes, will be overwritten.
334 /// @param NewSize Array of desired node sizes.
335 template <typename NodeT>
336 void adjustSiblingSizes(NodeT *Node[], unsigned Nodes,
337                         unsigned CurSize[], const unsigned NewSize[]) {
338   // Move elements right.
339   for (int n = Nodes - 1; n; --n) {
340     if (CurSize[n] == NewSize[n])
341       continue;
342     for (int m = n - 1; m != -1; --m) {
343       int d = Node[n]->adjustFromLeftSib(CurSize[n], *Node[m], CurSize[m],
344                                          NewSize[n] - CurSize[n]);
345       CurSize[m] -= d;
346       CurSize[n] += d;
347       // Keep going if the current node was exhausted.
348       if (CurSize[n] >= NewSize[n])
349           break;
350     }
351   }
352
353   if (Nodes == 0)
354     return;
355
356   // Move elements left.
357   for (unsigned n = 0; n != Nodes - 1; ++n) {
358     if (CurSize[n] == NewSize[n])
359       continue;
360     for (unsigned m = n + 1; m != Nodes; ++m) {
361       int d = Node[m]->adjustFromLeftSib(CurSize[m], *Node[n], CurSize[n],
362                                         CurSize[n] -  NewSize[n]);
363       CurSize[m] += d;
364       CurSize[n] -= d;
365       // Keep going if the current node was exhausted.
366       if (CurSize[n] >= NewSize[n])
367           break;
368     }
369   }
370
371 #ifndef NDEBUG
372   for (unsigned n = 0; n != Nodes; n++)
373     assert(CurSize[n] == NewSize[n] && "Insufficient element shuffle");
374 #endif
375 }
376
377 /// IntervalMapImpl::distribute - Compute a new distribution of node elements
378 /// after an overflow or underflow. Reserve space for a new element at Position,
379 /// and compute the node that will hold Position after redistributing node
380 /// elements.
381 ///
382 /// It is required that
383 ///
384 ///   Elements == sum(CurSize), and
385 ///   Elements + Grow <= Nodes * Capacity.
386 ///
387 /// NewSize[] will be filled in such that:
388 ///
389 ///   sum(NewSize) == Elements, and
390 ///   NewSize[i] <= Capacity.
391 ///
392 /// The returned index is the node where Position will go, so:
393 ///
394 ///   sum(NewSize[0..idx-1]) <= Position
395 ///   sum(NewSize[0..idx])   >= Position
396 ///
397 /// The last equality, sum(NewSize[0..idx]) == Position, can only happen when
398 /// Grow is set and NewSize[idx] == Capacity-1. The index points to the node
399 /// before the one holding the Position'th element where there is room for an
400 /// insertion.
401 ///
402 /// @param Nodes    The number of nodes.
403 /// @param Elements Total elements in all nodes.
404 /// @param Capacity The capacity of each node.
405 /// @param CurSize  Array[Nodes] of current node sizes, or NULL.
406 /// @param NewSize  Array[Nodes] to receive the new node sizes.
407 /// @param Position Insert position.
408 /// @param Grow     Reserve space for a new element at Position.
409 /// @return         (node, offset) for Position.
410 IdxPair distribute(unsigned Nodes, unsigned Elements, unsigned Capacity,
411                    const unsigned *CurSize, unsigned NewSize[],
412                    unsigned Position, bool Grow);
413
414 //===----------------------------------------------------------------------===//
415 //---                   IntervalMapImpl::NodeSizer                         ---//
416 //===----------------------------------------------------------------------===//
417 //
418 // Compute node sizes from key and value types.
419 //
420 // The branching factors are chosen to make nodes fit in three cache lines.
421 // This may not be possible if keys or values are very large. Such large objects
422 // are handled correctly, but a std::map would probably give better performance.
423 //
424 //===----------------------------------------------------------------------===//
425
426 enum {
427   // Cache line size. Most architectures have 32 or 64 byte cache lines.
428   // We use 64 bytes here because it provides good branching factors.
429   Log2CacheLine = 6,
430   CacheLineBytes = 1 << Log2CacheLine,
431   DesiredNodeBytes = 3 * CacheLineBytes
432 };
433
434 template <typename KeyT, typename ValT>
435 struct NodeSizer {
436   enum {
437     // Compute the leaf node branching factor that makes a node fit in three
438     // cache lines. The branching factor must be at least 3, or some B+-tree
439     // balancing algorithms won't work.
440     // LeafSize can't be larger than CacheLineBytes. This is required by the
441     // PointerIntPair used by NodeRef.
442     DesiredLeafSize = DesiredNodeBytes /
443       static_cast<unsigned>(2*sizeof(KeyT)+sizeof(ValT)),
444     MinLeafSize = 3,
445     LeafSize = DesiredLeafSize > MinLeafSize ? DesiredLeafSize : MinLeafSize
446   };
447
448   typedef NodeBase<std::pair<KeyT, KeyT>, ValT, LeafSize> LeafBase;
449
450   enum {
451     // Now that we have the leaf branching factor, compute the actual allocation
452     // unit size by rounding up to a whole number of cache lines.
453     AllocBytes = (sizeof(LeafBase) + CacheLineBytes-1) & ~(CacheLineBytes-1),
454
455     // Determine the branching factor for branch nodes.
456     BranchSize = AllocBytes /
457       static_cast<unsigned>(sizeof(KeyT) + sizeof(void*))
458   };
459
460   /// Allocator - The recycling allocator used for both branch and leaf nodes.
461   /// This typedef is very likely to be identical for all IntervalMaps with
462   /// reasonably sized entries, so the same allocator can be shared among
463   /// different kinds of maps.
464   typedef RecyclingAllocator<BumpPtrAllocator, char,
465                              AllocBytes, CacheLineBytes> Allocator;
466 };
467
468 //===----------------------------------------------------------------------===//
469 //---                     IntervalMapImpl::NodeRef                         ---//
470 //===----------------------------------------------------------------------===//
471 //
472 // B+-tree nodes can be leaves or branches, so we need a polymorphic node
473 // pointer that can point to both kinds.
474 //
475 // All nodes are cache line aligned and the low 6 bits of a node pointer are
476 // always 0. These bits are used to store the number of elements in the
477 // referenced node. Besides saving space, placing node sizes in the parents
478 // allow tree balancing algorithms to run without faulting cache lines for nodes
479 // that may not need to be modified.
480 //
481 // A NodeRef doesn't know whether it references a leaf node or a branch node.
482 // It is the responsibility of the caller to use the correct types.
483 //
484 // Nodes are never supposed to be empty, and it is invalid to store a node size
485 // of 0 in a NodeRef. The valid range of sizes is 1-64.
486 //
487 //===----------------------------------------------------------------------===//
488
489 class NodeRef {
490   struct CacheAlignedPointerTraits {
491     static inline void *getAsVoidPointer(void *P) { return P; }
492     static inline void *getFromVoidPointer(void *P) { return P; }
493     enum { NumLowBitsAvailable = Log2CacheLine };
494   };
495   PointerIntPair<void*, Log2CacheLine, unsigned, CacheAlignedPointerTraits> pip;
496
497 public:
498   /// NodeRef - Create a null ref.
499   NodeRef() = default;
500
501   /// operator bool - Detect a null ref.
502   explicit operator bool() const { return pip.getOpaqueValue(); }
503
504   /// NodeRef - Create a reference to the node p with n elements.
505   template <typename NodeT>
506   NodeRef(NodeT *p, unsigned n) : pip(p, n - 1) {
507     assert(n <= NodeT::Capacity && "Size too big for node");
508   }
509
510   /// size - Return the number of elements in the referenced node.
511   unsigned size() const { return pip.getInt() + 1; }
512
513   /// setSize - Update the node size.
514   void setSize(unsigned n) { pip.setInt(n - 1); }
515
516   /// subtree - Access the i'th subtree reference in a branch node.
517   /// This depends on branch nodes storing the NodeRef array as their first
518   /// member.
519   NodeRef &subtree(unsigned i) const {
520     return reinterpret_cast<NodeRef*>(pip.getPointer())[i];
521   }
522
523   /// get - Dereference as a NodeT reference.
524   template <typename NodeT>
525   NodeT &get() const {
526     return *reinterpret_cast<NodeT*>(pip.getPointer());
527   }
528
529   bool operator==(const NodeRef &RHS) const {
530     if (pip == RHS.pip)
531       return true;
532     assert(pip.getPointer() != RHS.pip.getPointer() && "Inconsistent NodeRefs");
533     return false;
534   }
535
536   bool operator!=(const NodeRef &RHS) const {
537     return !operator==(RHS);
538   }
539 };
540
541 //===----------------------------------------------------------------------===//
542 //---                      IntervalMapImpl::LeafNode                       ---//
543 //===----------------------------------------------------------------------===//
544 //
545 // Leaf nodes store up to N disjoint intervals with corresponding values.
546 //
547 // The intervals are kept sorted and fully coalesced so there are no adjacent
548 // intervals mapping to the same value.
549 //
550 // These constraints are always satisfied:
551 //
552 // - Traits::stopLess(start(i), stop(i))    - Non-empty, sane intervals.
553 //
554 // - Traits::stopLess(stop(i), start(i + 1) - Sorted.
555 //
556 // - value(i) != value(i + 1) || !Traits::adjacent(stop(i), start(i + 1))
557 //                                          - Fully coalesced.
558 //
559 //===----------------------------------------------------------------------===//
560
561 template <typename KeyT, typename ValT, unsigned N, typename Traits>
562 class LeafNode : public NodeBase<std::pair<KeyT, KeyT>, ValT, N> {
563 public:
564   const KeyT &start(unsigned i) const { return this->first[i].first; }
565   const KeyT &stop(unsigned i) const { return this->first[i].second; }
566   const ValT &value(unsigned i) const { return this->second[i]; }
567
568   KeyT &start(unsigned i) { return this->first[i].first; }
569   KeyT &stop(unsigned i) { return this->first[i].second; }
570   ValT &value(unsigned i) { return this->second[i]; }
571
572   /// findFrom - Find the first interval after i that may contain x.
573   /// @param i    Starting index for the search.
574   /// @param Size Number of elements in node.
575   /// @param x    Key to search for.
576   /// @return     First index with !stopLess(key[i].stop, x), or size.
577   ///             This is the first interval that can possibly contain x.
578   unsigned findFrom(unsigned i, unsigned Size, KeyT x) const {
579     assert(i <= Size && Size <= N && "Bad indices");
580     assert((i == 0 || Traits::stopLess(stop(i - 1), x)) &&
581            "Index is past the needed point");
582     while (i != Size && Traits::stopLess(stop(i), x)) ++i;
583     return i;
584   }
585
586   /// safeFind - Find an interval that is known to exist. This is the same as
587   /// findFrom except is it assumed that x is at least within range of the last
588   /// interval.
589   /// @param i Starting index for the search.
590   /// @param x Key to search for.
591   /// @return  First index with !stopLess(key[i].stop, x), never size.
592   ///          This is the first interval that can possibly contain x.
593   unsigned safeFind(unsigned i, KeyT x) const {
594     assert(i < N && "Bad index");
595     assert((i == 0 || Traits::stopLess(stop(i - 1), x)) &&
596            "Index is past the needed point");
597     while (Traits::stopLess(stop(i), x)) ++i;
598     assert(i < N && "Unsafe intervals");
599     return i;
600   }
601
602   /// safeLookup - Lookup mapped value for a safe key.
603   /// It is assumed that x is within range of the last entry.
604   /// @param x        Key to search for.
605   /// @param NotFound Value to return if x is not in any interval.
606   /// @return         The mapped value at x or NotFound.
607   ValT safeLookup(KeyT x, ValT NotFound) const {
608     unsigned i = safeFind(0, x);
609     return Traits::startLess(x, start(i)) ? NotFound : value(i);
610   }
611
612   unsigned insertFrom(unsigned &Pos, unsigned Size, KeyT a, KeyT b, ValT y);
613 };
614
615 /// insertFrom - Add mapping of [a;b] to y if possible, coalescing as much as
616 /// possible. This may cause the node to grow by 1, or it may cause the node
617 /// to shrink because of coalescing.
618 /// @param Pos  Starting index = insertFrom(0, size, a)
619 /// @param Size Number of elements in node.
620 /// @param a    Interval start.
621 /// @param b    Interval stop.
622 /// @param y    Value be mapped.
623 /// @return     (insert position, new size), or (i, Capacity+1) on overflow.
624 template <typename KeyT, typename ValT, unsigned N, typename Traits>
625 unsigned LeafNode<KeyT, ValT, N, Traits>::
626 insertFrom(unsigned &Pos, unsigned Size, KeyT a, KeyT b, ValT y) {
627   unsigned i = Pos;
628   assert(i <= Size && Size <= N && "Invalid index");
629   assert(!Traits::stopLess(b, a) && "Invalid interval");
630
631   // Verify the findFrom invariant.
632   assert((i == 0 || Traits::stopLess(stop(i - 1), a)));
633   assert((i == Size || !Traits::stopLess(stop(i), a)));
634   assert((i == Size || Traits::stopLess(b, start(i))) && "Overlapping insert");
635
636   // Coalesce with previous interval.
637   if (i && value(i - 1) == y && Traits::adjacent(stop(i - 1), a)) {
638     Pos = i - 1;
639     // Also coalesce with next interval?
640     if (i != Size && value(i) == y && Traits::adjacent(b, start(i))) {
641       stop(i - 1) = stop(i);
642       this->erase(i, Size);
643       return Size - 1;
644     }
645     stop(i - 1) = b;
646     return Size;
647   }
648
649   // Detect overflow.
650   if (i == N)
651     return N + 1;
652
653   // Add new interval at end.
654   if (i == Size) {
655     start(i) = a;
656     stop(i) = b;
657     value(i) = y;
658     return Size + 1;
659   }
660
661   // Try to coalesce with following interval.
662   if (value(i) == y && Traits::adjacent(b, start(i))) {
663     start(i) = a;
664     return Size;
665   }
666
667   // We must insert before i. Detect overflow.
668   if (Size == N)
669     return N + 1;
670
671   // Insert before i.
672   this->shift(i, Size);
673   start(i) = a;
674   stop(i) = b;
675   value(i) = y;
676   return Size + 1;
677 }
678
679 //===----------------------------------------------------------------------===//
680 //---                   IntervalMapImpl::BranchNode                        ---//
681 //===----------------------------------------------------------------------===//
682 //
683 // A branch node stores references to 1--N subtrees all of the same height.
684 //
685 // The key array in a branch node holds the rightmost stop key of each subtree.
686 // It is redundant to store the last stop key since it can be found in the
687 // parent node, but doing so makes tree balancing a lot simpler.
688 //
689 // It is unusual for a branch node to only have one subtree, but it can happen
690 // in the root node if it is smaller than the normal nodes.
691 //
692 // When all of the leaf nodes from all the subtrees are concatenated, they must
693 // satisfy the same constraints as a single leaf node. They must be sorted,
694 // sane, and fully coalesced.
695 //
696 //===----------------------------------------------------------------------===//
697
698 template <typename KeyT, typename ValT, unsigned N, typename Traits>
699 class BranchNode : public NodeBase<NodeRef, KeyT, N> {
700 public:
701   const KeyT &stop(unsigned i) const { return this->second[i]; }
702   const NodeRef &subtree(unsigned i) const { return this->first[i]; }
703
704   KeyT &stop(unsigned i) { return this->second[i]; }
705   NodeRef &subtree(unsigned i) { return this->first[i]; }
706
707   /// findFrom - Find the first subtree after i that may contain x.
708   /// @param i    Starting index for the search.
709   /// @param Size Number of elements in node.
710   /// @param x    Key to search for.
711   /// @return     First index with !stopLess(key[i], x), or size.
712   ///             This is the first subtree that can possibly contain x.
713   unsigned findFrom(unsigned i, unsigned Size, KeyT x) const {
714     assert(i <= Size && Size <= N && "Bad indices");
715     assert((i == 0 || Traits::stopLess(stop(i - 1), x)) &&
716            "Index to findFrom is past the needed point");
717     while (i != Size && Traits::stopLess(stop(i), x)) ++i;
718     return i;
719   }
720
721   /// safeFind - Find a subtree that is known to exist. This is the same as
722   /// findFrom except is it assumed that x is in range.
723   /// @param i Starting index for the search.
724   /// @param x Key to search for.
725   /// @return  First index with !stopLess(key[i], x), never size.
726   ///          This is the first subtree that can possibly contain x.
727   unsigned safeFind(unsigned i, KeyT x) const {
728     assert(i < N && "Bad index");
729     assert((i == 0 || Traits::stopLess(stop(i - 1), x)) &&
730            "Index is past the needed point");
731     while (Traits::stopLess(stop(i), x)) ++i;
732     assert(i < N && "Unsafe intervals");
733     return i;
734   }
735
736   /// safeLookup - Get the subtree containing x, Assuming that x is in range.
737   /// @param x Key to search for.
738   /// @return  Subtree containing x
739   NodeRef safeLookup(KeyT x) const {
740     return subtree(safeFind(0, x));
741   }
742
743   /// insert - Insert a new (subtree, stop) pair.
744   /// @param i    Insert position, following entries will be shifted.
745   /// @param Size Number of elements in node.
746   /// @param Node Subtree to insert.
747   /// @param Stop Last key in subtree.
748   void insert(unsigned i, unsigned Size, NodeRef Node, KeyT Stop) {
749     assert(Size < N && "branch node overflow");
750     assert(i <= Size && "Bad insert position");
751     this->shift(i, Size);
752     subtree(i) = Node;
753     stop(i) = Stop;
754   }
755 };
756
757 //===----------------------------------------------------------------------===//
758 //---                         IntervalMapImpl::Path                        ---//
759 //===----------------------------------------------------------------------===//
760 //
761 // A Path is used by iterators to represent a position in a B+-tree, and the
762 // path to get there from the root.
763 //
764 // The Path class also contains the tree navigation code that doesn't have to
765 // be templatized.
766 //
767 //===----------------------------------------------------------------------===//
768
769 class Path {
770   /// Entry - Each step in the path is a node pointer and an offset into that
771   /// node.
772   struct Entry {
773     void *node;
774     unsigned size;
775     unsigned offset;
776
777     Entry(void *Node, unsigned Size, unsigned Offset)
778       : node(Node), size(Size), offset(Offset) {}
779
780     Entry(NodeRef Node, unsigned Offset)
781       : node(&Node.subtree(0)), size(Node.size()), offset(Offset) {}
782
783     NodeRef &subtree(unsigned i) const {
784       return reinterpret_cast<NodeRef*>(node)[i];
785     }
786   };
787
788   /// path - The path entries, path[0] is the root node, path.back() is a leaf.
789   SmallVector<Entry, 4> path;
790
791 public:
792   // Node accessors.
793   template <typename NodeT> NodeT &node(unsigned Level) const {
794     return *reinterpret_cast<NodeT*>(path[Level].node);
795   }
796   unsigned size(unsigned Level) const { return path[Level].size; }
797   unsigned offset(unsigned Level) const { return path[Level].offset; }
798   unsigned &offset(unsigned Level) { return path[Level].offset; }
799
800   // Leaf accessors.
801   template <typename NodeT> NodeT &leaf() const {
802     return *reinterpret_cast<NodeT*>(path.back().node);
803   }
804   unsigned leafSize() const { return path.back().size; }
805   unsigned leafOffset() const { return path.back().offset; }
806   unsigned &leafOffset() { return path.back().offset; }
807
808   /// valid - Return true if path is at a valid node, not at end().
809   bool valid() const {
810     return !path.empty() && path.front().offset < path.front().size;
811   }
812
813   /// height - Return the height of the tree corresponding to this path.
814   /// This matches map->height in a full path.
815   unsigned height() const { return path.size() - 1; }
816
817   /// subtree - Get the subtree referenced from Level. When the path is
818   /// consistent, node(Level + 1) == subtree(Level).
819   /// @param Level 0..height-1. The leaves have no subtrees.
820   NodeRef &subtree(unsigned Level) const {
821     return path[Level].subtree(path[Level].offset);
822   }
823
824   /// reset - Reset cached information about node(Level) from subtree(Level -1).
825   /// @param Level 1..height. THe node to update after parent node changed.
826   void reset(unsigned Level) {
827     path[Level] = Entry(subtree(Level - 1), offset(Level));
828   }
829
830   /// push - Add entry to path.
831   /// @param Node Node to add, should be subtree(path.size()-1).
832   /// @param Offset Offset into Node.
833   void push(NodeRef Node, unsigned Offset) {
834     path.push_back(Entry(Node, Offset));
835   }
836
837   /// pop - Remove the last path entry.
838   void pop() {
839     path.pop_back();
840   }
841
842   /// setSize - Set the size of a node both in the path and in the tree.
843   /// @param Level 0..height. Note that setting the root size won't change
844   ///              map->rootSize.
845   /// @param Size New node size.
846   void setSize(unsigned Level, unsigned Size) {
847     path[Level].size = Size;
848     if (Level)
849       subtree(Level - 1).setSize(Size);
850   }
851
852   /// setRoot - Clear the path and set a new root node.
853   /// @param Node New root node.
854   /// @param Size New root size.
855   /// @param Offset Offset into root node.
856   void setRoot(void *Node, unsigned Size, unsigned Offset) {
857     path.clear();
858     path.push_back(Entry(Node, Size, Offset));
859   }
860
861   /// replaceRoot - Replace the current root node with two new entries after the
862   /// tree height has increased.
863   /// @param Root The new root node.
864   /// @param Size Number of entries in the new root.
865   /// @param Offsets Offsets into the root and first branch nodes.
866   void replaceRoot(void *Root, unsigned Size, IdxPair Offsets);
867
868   /// getLeftSibling - Get the left sibling node at Level, or a null NodeRef.
869   /// @param Level Get the sibling to node(Level).
870   /// @return Left sibling, or NodeRef().
871   NodeRef getLeftSibling(unsigned Level) const;
872
873   /// moveLeft - Move path to the left sibling at Level. Leave nodes below Level
874   /// unaltered.
875   /// @param Level Move node(Level).
876   void moveLeft(unsigned Level);
877
878   /// fillLeft - Grow path to Height by taking leftmost branches.
879   /// @param Height The target height.
880   void fillLeft(unsigned Height) {
881     while (height() < Height)
882       push(subtree(height()), 0);
883   }
884
885   /// getLeftSibling - Get the left sibling node at Level, or a null NodeRef.
886   /// @param Level Get the sinbling to node(Level).
887   /// @return Left sibling, or NodeRef().
888   NodeRef getRightSibling(unsigned Level) const;
889
890   /// moveRight - Move path to the left sibling at Level. Leave nodes below
891   /// Level unaltered.
892   /// @param Level Move node(Level).
893   void moveRight(unsigned Level);
894
895   /// atBegin - Return true if path is at begin().
896   bool atBegin() const {
897     for (unsigned i = 0, e = path.size(); i != e; ++i)
898       if (path[i].offset != 0)
899         return false;
900     return true;
901   }
902
903   /// atLastEntry - Return true if the path is at the last entry of the node at
904   /// Level.
905   /// @param Level Node to examine.
906   bool atLastEntry(unsigned Level) const {
907     return path[Level].offset == path[Level].size - 1;
908   }
909
910   /// legalizeForInsert - Prepare the path for an insertion at Level. When the
911   /// path is at end(), node(Level) may not be a legal node. legalizeForInsert
912   /// ensures that node(Level) is real by moving back to the last node at Level,
913   /// and setting offset(Level) to size(Level) if required.
914   /// @param Level The level where an insertion is about to take place.
915   void legalizeForInsert(unsigned Level) {
916     if (valid())
917       return;
918     moveLeft(Level);
919     ++path[Level].offset;
920   }
921 };
922
923 } // end namespace IntervalMapImpl
924
925 //===----------------------------------------------------------------------===//
926 //---                          IntervalMap                                ----//
927 //===----------------------------------------------------------------------===//
928
929 template <typename KeyT, typename ValT,
930           unsigned N = IntervalMapImpl::NodeSizer<KeyT, ValT>::LeafSize,
931           typename Traits = IntervalMapInfo<KeyT>>
932 class IntervalMap {
933   typedef IntervalMapImpl::NodeSizer<KeyT, ValT> Sizer;
934   typedef IntervalMapImpl::LeafNode<KeyT, ValT, Sizer::LeafSize, Traits> Leaf;
935   typedef IntervalMapImpl::BranchNode<KeyT, ValT, Sizer::BranchSize, Traits>
936     Branch;
937   typedef IntervalMapImpl::LeafNode<KeyT, ValT, N, Traits> RootLeaf;
938   typedef IntervalMapImpl::IdxPair IdxPair;
939
940   // The RootLeaf capacity is given as a template parameter. We must compute the
941   // corresponding RootBranch capacity.
942   enum {
943     DesiredRootBranchCap = (sizeof(RootLeaf) - sizeof(KeyT)) /
944       (sizeof(KeyT) + sizeof(IntervalMapImpl::NodeRef)),
945     RootBranchCap = DesiredRootBranchCap ? DesiredRootBranchCap : 1
946   };
947
948   typedef IntervalMapImpl::BranchNode<KeyT, ValT, RootBranchCap, Traits>
949     RootBranch;
950
951   // When branched, we store a global start key as well as the branch node.
952   struct RootBranchData {
953     KeyT start;
954     RootBranch node;
955   };
956
957 public:
958   typedef typename Sizer::Allocator Allocator;
959   typedef KeyT KeyType;
960   typedef ValT ValueType;
961   typedef Traits KeyTraits;
962
963 private:
964   // The root data is either a RootLeaf or a RootBranchData instance.
965   AlignedCharArrayUnion<RootLeaf, RootBranchData> data;
966
967   // Tree height.
968   // 0: Leaves in root.
969   // 1: Root points to leaf.
970   // 2: root->branch->leaf ...
971   unsigned height;
972
973   // Number of entries in the root node.
974   unsigned rootSize;
975
976   // Allocator used for creating external nodes.
977   Allocator &allocator;
978
979   /// dataAs - Represent data as a node type without breaking aliasing rules.
980   template <typename T>
981   T &dataAs() const {
982     union {
983       const char *d;
984       T *t;
985     } u;
986     u.d = data.buffer;
987     return *u.t;
988   }
989
990   const RootLeaf &rootLeaf() const {
991     assert(!branched() && "Cannot acces leaf data in branched root");
992     return dataAs<RootLeaf>();
993   }
994   RootLeaf &rootLeaf() {
995     assert(!branched() && "Cannot acces leaf data in branched root");
996     return dataAs<RootLeaf>();
997   }
998
999   RootBranchData &rootBranchData() const {
1000     assert(branched() && "Cannot access branch data in non-branched root");
1001     return dataAs<RootBranchData>();
1002   }
1003   RootBranchData &rootBranchData() {
1004     assert(branched() && "Cannot access branch data in non-branched root");
1005     return dataAs<RootBranchData>();
1006   }
1007
1008   const RootBranch &rootBranch() const { return rootBranchData().node; }
1009   RootBranch &rootBranch()             { return rootBranchData().node; }
1010   KeyT rootBranchStart() const { return rootBranchData().start; }
1011   KeyT &rootBranchStart()      { return rootBranchData().start; }
1012
1013   template <typename NodeT> NodeT *newNode() {
1014     return new(allocator.template Allocate<NodeT>()) NodeT();
1015   }
1016
1017   template <typename NodeT> void deleteNode(NodeT *P) {
1018     P->~NodeT();
1019     allocator.Deallocate(P);
1020   }
1021
1022   IdxPair branchRoot(unsigned Position);
1023   IdxPair splitRoot(unsigned Position);
1024
1025   void switchRootToBranch() {
1026     rootLeaf().~RootLeaf();
1027     height = 1;
1028     new (&rootBranchData()) RootBranchData();
1029   }
1030
1031   void switchRootToLeaf() {
1032     rootBranchData().~RootBranchData();
1033     height = 0;
1034     new(&rootLeaf()) RootLeaf();
1035   }
1036
1037   bool branched() const { return height > 0; }
1038
1039   ValT treeSafeLookup(KeyT x, ValT NotFound) const;
1040   void visitNodes(void (IntervalMap::*f)(IntervalMapImpl::NodeRef,
1041                   unsigned Level));
1042   void deleteNode(IntervalMapImpl::NodeRef Node, unsigned Level);
1043
1044 public:
1045   explicit IntervalMap(Allocator &a) : height(0), rootSize(0), allocator(a) {
1046     assert((uintptr_t(data.buffer) & (alignof(RootLeaf) - 1)) == 0 &&
1047            "Insufficient alignment");
1048     new(&rootLeaf()) RootLeaf();
1049   }
1050
1051   ~IntervalMap() {
1052     clear();
1053     rootLeaf().~RootLeaf();
1054   }
1055
1056   /// empty -  Return true when no intervals are mapped.
1057   bool empty() const {
1058     return rootSize == 0;
1059   }
1060
1061   /// start - Return the smallest mapped key in a non-empty map.
1062   KeyT start() const {
1063     assert(!empty() && "Empty IntervalMap has no start");
1064     return !branched() ? rootLeaf().start(0) : rootBranchStart();
1065   }
1066
1067   /// stop - Return the largest mapped key in a non-empty map.
1068   KeyT stop() const {
1069     assert(!empty() && "Empty IntervalMap has no stop");
1070     return !branched() ? rootLeaf().stop(rootSize - 1) :
1071                          rootBranch().stop(rootSize - 1);
1072   }
1073
1074   /// lookup - Return the mapped value at x or NotFound.
1075   ValT lookup(KeyT x, ValT NotFound = ValT()) const {
1076     if (empty() || Traits::startLess(x, start()) || Traits::stopLess(stop(), x))
1077       return NotFound;
1078     return branched() ? treeSafeLookup(x, NotFound) :
1079                         rootLeaf().safeLookup(x, NotFound);
1080   }
1081
1082   /// insert - Add a mapping of [a;b] to y, coalesce with adjacent intervals.
1083   /// It is assumed that no key in the interval is mapped to another value, but
1084   /// overlapping intervals already mapped to y will be coalesced.
1085   void insert(KeyT a, KeyT b, ValT y) {
1086     if (branched() || rootSize == RootLeaf::Capacity)
1087       return find(a).insert(a, b, y);
1088
1089     // Easy insert into root leaf.
1090     unsigned p = rootLeaf().findFrom(0, rootSize, a);
1091     rootSize = rootLeaf().insertFrom(p, rootSize, a, b, y);
1092   }
1093
1094   /// clear - Remove all entries.
1095   void clear();
1096
1097   class const_iterator;
1098   class iterator;
1099   friend class const_iterator;
1100   friend class iterator;
1101
1102   const_iterator begin() const {
1103     const_iterator I(*this);
1104     I.goToBegin();
1105     return I;
1106   }
1107
1108   iterator begin() {
1109     iterator I(*this);
1110     I.goToBegin();
1111     return I;
1112   }
1113
1114   const_iterator end() const {
1115     const_iterator I(*this);
1116     I.goToEnd();
1117     return I;
1118   }
1119
1120   iterator end() {
1121     iterator I(*this);
1122     I.goToEnd();
1123     return I;
1124   }
1125
1126   /// find - Return an iterator pointing to the first interval ending at or
1127   /// after x, or end().
1128   const_iterator find(KeyT x) const {
1129     const_iterator I(*this);
1130     I.find(x);
1131     return I;
1132   }
1133
1134   iterator find(KeyT x) {
1135     iterator I(*this);
1136     I.find(x);
1137     return I;
1138   }
1139 };
1140
1141 /// treeSafeLookup - Return the mapped value at x or NotFound, assuming a
1142 /// branched root.
1143 template <typename KeyT, typename ValT, unsigned N, typename Traits>
1144 ValT IntervalMap<KeyT, ValT, N, Traits>::
1145 treeSafeLookup(KeyT x, ValT NotFound) const {
1146   assert(branched() && "treeLookup assumes a branched root");
1147
1148   IntervalMapImpl::NodeRef NR = rootBranch().safeLookup(x);
1149   for (unsigned h = height-1; h; --h)
1150     NR = NR.get<Branch>().safeLookup(x);
1151   return NR.get<Leaf>().safeLookup(x, NotFound);
1152 }
1153
1154 // branchRoot - Switch from a leaf root to a branched root.
1155 // Return the new (root offset, node offset) corresponding to Position.
1156 template <typename KeyT, typename ValT, unsigned N, typename Traits>
1157 IntervalMapImpl::IdxPair IntervalMap<KeyT, ValT, N, Traits>::
1158 branchRoot(unsigned Position) {
1159   using namespace IntervalMapImpl;
1160   // How many external leaf nodes to hold RootLeaf+1?
1161   const unsigned Nodes = RootLeaf::Capacity / Leaf::Capacity + 1;
1162
1163   // Compute element distribution among new nodes.
1164   unsigned size[Nodes];
1165   IdxPair NewOffset(0, Position);
1166
1167   // Is is very common for the root node to be smaller than external nodes.
1168   if (Nodes == 1)
1169     size[0] = rootSize;
1170   else
1171     NewOffset = distribute(Nodes, rootSize, Leaf::Capacity,  nullptr, size,
1172                            Position, true);
1173
1174   // Allocate new nodes.
1175   unsigned pos = 0;
1176   NodeRef node[Nodes];
1177   for (unsigned n = 0; n != Nodes; ++n) {
1178     Leaf *L = newNode<Leaf>();
1179     L->copy(rootLeaf(), pos, 0, size[n]);
1180     node[n] = NodeRef(L, size[n]);
1181     pos += size[n];
1182   }
1183
1184   // Destroy the old leaf node, construct branch node instead.
1185   switchRootToBranch();
1186   for (unsigned n = 0; n != Nodes; ++n) {
1187     rootBranch().stop(n) = node[n].template get<Leaf>().stop(size[n]-1);
1188     rootBranch().subtree(n) = node[n];
1189   }
1190   rootBranchStart() = node[0].template get<Leaf>().start(0);
1191   rootSize = Nodes;
1192   return NewOffset;
1193 }
1194
1195 // splitRoot - Split the current BranchRoot into multiple Branch nodes.
1196 // Return the new (root offset, node offset) corresponding to Position.
1197 template <typename KeyT, typename ValT, unsigned N, typename Traits>
1198 IntervalMapImpl::IdxPair IntervalMap<KeyT, ValT, N, Traits>::
1199 splitRoot(unsigned Position) {
1200   using namespace IntervalMapImpl;
1201   // How many external leaf nodes to hold RootBranch+1?
1202   const unsigned Nodes = RootBranch::Capacity / Branch::Capacity + 1;
1203
1204   // Compute element distribution among new nodes.
1205   unsigned Size[Nodes];
1206   IdxPair NewOffset(0, Position);
1207
1208   // Is is very common for the root node to be smaller than external nodes.
1209   if (Nodes == 1)
1210     Size[0] = rootSize;
1211   else
1212     NewOffset = distribute(Nodes, rootSize, Leaf::Capacity,  nullptr, Size,
1213                            Position, true);
1214
1215   // Allocate new nodes.
1216   unsigned Pos = 0;
1217   NodeRef Node[Nodes];
1218   for (unsigned n = 0; n != Nodes; ++n) {
1219     Branch *B = newNode<Branch>();
1220     B->copy(rootBranch(), Pos, 0, Size[n]);
1221     Node[n] = NodeRef(B, Size[n]);
1222     Pos += Size[n];
1223   }
1224
1225   for (unsigned n = 0; n != Nodes; ++n) {
1226     rootBranch().stop(n) = Node[n].template get<Branch>().stop(Size[n]-1);
1227     rootBranch().subtree(n) = Node[n];
1228   }
1229   rootSize = Nodes;
1230   ++height;
1231   return NewOffset;
1232 }
1233
1234 /// visitNodes - Visit each external node.
1235 template <typename KeyT, typename ValT, unsigned N, typename Traits>
1236 void IntervalMap<KeyT, ValT, N, Traits>::
1237 visitNodes(void (IntervalMap::*f)(IntervalMapImpl::NodeRef, unsigned Height)) {
1238   if (!branched())
1239     return;
1240   SmallVector<IntervalMapImpl::NodeRef, 4> Refs, NextRefs;
1241
1242   // Collect level 0 nodes from the root.
1243   for (unsigned i = 0; i != rootSize; ++i)
1244     Refs.push_back(rootBranch().subtree(i));
1245
1246   // Visit all branch nodes.
1247   for (unsigned h = height - 1; h; --h) {
1248     for (unsigned i = 0, e = Refs.size(); i != e; ++i) {
1249       for (unsigned j = 0, s = Refs[i].size(); j != s; ++j)
1250         NextRefs.push_back(Refs[i].subtree(j));
1251       (this->*f)(Refs[i], h);
1252     }
1253     Refs.clear();
1254     Refs.swap(NextRefs);
1255   }
1256
1257   // Visit all leaf nodes.
1258   for (unsigned i = 0, e = Refs.size(); i != e; ++i)
1259     (this->*f)(Refs[i], 0);
1260 }
1261
1262 template <typename KeyT, typename ValT, unsigned N, typename Traits>
1263 void IntervalMap<KeyT, ValT, N, Traits>::
1264 deleteNode(IntervalMapImpl::NodeRef Node, unsigned Level) {
1265   if (Level)
1266     deleteNode(&Node.get<Branch>());
1267   else
1268     deleteNode(&Node.get<Leaf>());
1269 }
1270
1271 template <typename KeyT, typename ValT, unsigned N, typename Traits>
1272 void IntervalMap<KeyT, ValT, N, Traits>::
1273 clear() {
1274   if (branched()) {
1275     visitNodes(&IntervalMap::deleteNode);
1276     switchRootToLeaf();
1277   }
1278   rootSize = 0;
1279 }
1280
1281 //===----------------------------------------------------------------------===//
1282 //---                   IntervalMap::const_iterator                       ----//
1283 //===----------------------------------------------------------------------===//
1284
1285 template <typename KeyT, typename ValT, unsigned N, typename Traits>
1286 class IntervalMap<KeyT, ValT, N, Traits>::const_iterator :
1287   public std::iterator<std::bidirectional_iterator_tag, ValT> {
1288
1289 protected:
1290   friend class IntervalMap;
1291
1292   // The map referred to.
1293   IntervalMap *map;
1294
1295   // We store a full path from the root to the current position.
1296   // The path may be partially filled, but never between iterator calls.
1297   IntervalMapImpl::Path path;
1298
1299   explicit const_iterator(const IntervalMap &map) :
1300     map(const_cast<IntervalMap*>(&map)) {}
1301
1302   bool branched() const {
1303     assert(map && "Invalid iterator");
1304     return map->branched();
1305   }
1306
1307   void setRoot(unsigned Offset) {
1308     if (branched())
1309       path.setRoot(&map->rootBranch(), map->rootSize, Offset);
1310     else
1311       path.setRoot(&map->rootLeaf(), map->rootSize, Offset);
1312   }
1313
1314   void pathFillFind(KeyT x);
1315   void treeFind(KeyT x);
1316   void treeAdvanceTo(KeyT x);
1317
1318   /// unsafeStart - Writable access to start() for iterator.
1319   KeyT &unsafeStart() const {
1320     assert(valid() && "Cannot access invalid iterator");
1321     return branched() ? path.leaf<Leaf>().start(path.leafOffset()) :
1322                         path.leaf<RootLeaf>().start(path.leafOffset());
1323   }
1324
1325   /// unsafeStop - Writable access to stop() for iterator.
1326   KeyT &unsafeStop() const {
1327     assert(valid() && "Cannot access invalid iterator");
1328     return branched() ? path.leaf<Leaf>().stop(path.leafOffset()) :
1329                         path.leaf<RootLeaf>().stop(path.leafOffset());
1330   }
1331
1332   /// unsafeValue - Writable access to value() for iterator.
1333   ValT &unsafeValue() const {
1334     assert(valid() && "Cannot access invalid iterator");
1335     return branched() ? path.leaf<Leaf>().value(path.leafOffset()) :
1336                         path.leaf<RootLeaf>().value(path.leafOffset());
1337   }
1338
1339 public:
1340   /// const_iterator - Create an iterator that isn't pointing anywhere.
1341   const_iterator() : map(nullptr) {}
1342
1343   /// setMap - Change the map iterated over. This call must be followed by a
1344   /// call to goToBegin(), goToEnd(), or find()
1345   void setMap(const IntervalMap &m) { map = const_cast<IntervalMap*>(&m); }
1346
1347   /// valid - Return true if the current position is valid, false for end().
1348   bool valid() const { return path.valid(); }
1349
1350   /// atBegin - Return true if the current position is the first map entry.
1351   bool atBegin() const { return path.atBegin(); }
1352
1353   /// start - Return the beginning of the current interval.
1354   const KeyT &start() const { return unsafeStart(); }
1355
1356   /// stop - Return the end of the current interval.
1357   const KeyT &stop() const { return unsafeStop(); }
1358
1359   /// value - Return the mapped value at the current interval.
1360   const ValT &value() const { return unsafeValue(); }
1361
1362   const ValT &operator*() const { return value(); }
1363
1364   bool operator==(const const_iterator &RHS) const {
1365     assert(map == RHS.map && "Cannot compare iterators from different maps");
1366     if (!valid())
1367       return !RHS.valid();
1368     if (path.leafOffset() != RHS.path.leafOffset())
1369       return false;
1370     return &path.template leaf<Leaf>() == &RHS.path.template leaf<Leaf>();
1371   }
1372
1373   bool operator!=(const const_iterator &RHS) const {
1374     return !operator==(RHS);
1375   }
1376
1377   /// goToBegin - Move to the first interval in map.
1378   void goToBegin() {
1379     setRoot(0);
1380     if (branched())
1381       path.fillLeft(map->height);
1382   }
1383
1384   /// goToEnd - Move beyond the last interval in map.
1385   void goToEnd() {
1386     setRoot(map->rootSize);
1387   }
1388
1389   /// preincrement - move to the next interval.
1390   const_iterator &operator++() {
1391     assert(valid() && "Cannot increment end()");
1392     if (++path.leafOffset() == path.leafSize() && branched())
1393       path.moveRight(map->height);
1394     return *this;
1395   }
1396
1397   /// postincrement - Dont do that!
1398   const_iterator operator++(int) {
1399     const_iterator tmp = *this;
1400     operator++();
1401     return tmp;
1402   }
1403
1404   /// predecrement - move to the previous interval.
1405   const_iterator &operator--() {
1406     if (path.leafOffset() && (valid() || !branched()))
1407       --path.leafOffset();
1408     else
1409       path.moveLeft(map->height);
1410     return *this;
1411   }
1412
1413   /// postdecrement - Dont do that!
1414   const_iterator operator--(int) {
1415     const_iterator tmp = *this;
1416     operator--();
1417     return tmp;
1418   }
1419
1420   /// find - Move to the first interval with stop >= x, or end().
1421   /// This is a full search from the root, the current position is ignored.
1422   void find(KeyT x) {
1423     if (branched())
1424       treeFind(x);
1425     else
1426       setRoot(map->rootLeaf().findFrom(0, map->rootSize, x));
1427   }
1428
1429   /// advanceTo - Move to the first interval with stop >= x, or end().
1430   /// The search is started from the current position, and no earlier positions
1431   /// can be found. This is much faster than find() for small moves.
1432   void advanceTo(KeyT x) {
1433     if (!valid())
1434       return;
1435     if (branched())
1436       treeAdvanceTo(x);
1437     else
1438       path.leafOffset() =
1439         map->rootLeaf().findFrom(path.leafOffset(), map->rootSize, x);
1440   }
1441 };
1442
1443 /// pathFillFind - Complete path by searching for x.
1444 /// @param x Key to search for.
1445 template <typename KeyT, typename ValT, unsigned N, typename Traits>
1446 void IntervalMap<KeyT, ValT, N, Traits>::
1447 const_iterator::pathFillFind(KeyT x) {
1448   IntervalMapImpl::NodeRef NR = path.subtree(path.height());
1449   for (unsigned i = map->height - path.height() - 1; i; --i) {
1450     unsigned p = NR.get<Branch>().safeFind(0, x);
1451     path.push(NR, p);
1452     NR = NR.subtree(p);
1453   }
1454   path.push(NR, NR.get<Leaf>().safeFind(0, x));
1455 }
1456
1457 /// treeFind - Find in a branched tree.
1458 /// @param x Key to search for.
1459 template <typename KeyT, typename ValT, unsigned N, typename Traits>
1460 void IntervalMap<KeyT, ValT, N, Traits>::
1461 const_iterator::treeFind(KeyT x) {
1462   setRoot(map->rootBranch().findFrom(0, map->rootSize, x));
1463   if (valid())
1464     pathFillFind(x);
1465 }
1466
1467 /// treeAdvanceTo - Find position after the current one.
1468 /// @param x Key to search for.
1469 template <typename KeyT, typename ValT, unsigned N, typename Traits>
1470 void IntervalMap<KeyT, ValT, N, Traits>::
1471 const_iterator::treeAdvanceTo(KeyT x) {
1472   // Can we stay on the same leaf node?
1473   if (!Traits::stopLess(path.leaf<Leaf>().stop(path.leafSize() - 1), x)) {
1474     path.leafOffset() = path.leaf<Leaf>().safeFind(path.leafOffset(), x);
1475     return;
1476   }
1477
1478   // Drop the current leaf.
1479   path.pop();
1480
1481   // Search towards the root for a usable subtree.
1482   if (path.height()) {
1483     for (unsigned l = path.height() - 1; l; --l) {
1484       if (!Traits::stopLess(path.node<Branch>(l).stop(path.offset(l)), x)) {
1485         // The branch node at l+1 is usable
1486         path.offset(l + 1) =
1487           path.node<Branch>(l + 1).safeFind(path.offset(l + 1), x);
1488         return pathFillFind(x);
1489       }
1490       path.pop();
1491     }
1492     // Is the level-1 Branch usable?
1493     if (!Traits::stopLess(map->rootBranch().stop(path.offset(0)), x)) {
1494       path.offset(1) = path.node<Branch>(1).safeFind(path.offset(1), x);
1495       return pathFillFind(x);
1496     }
1497   }
1498
1499   // We reached the root.
1500   setRoot(map->rootBranch().findFrom(path.offset(0), map->rootSize, x));
1501   if (valid())
1502     pathFillFind(x);
1503 }
1504
1505 //===----------------------------------------------------------------------===//
1506 //---                       IntervalMap::iterator                         ----//
1507 //===----------------------------------------------------------------------===//
1508
1509 template <typename KeyT, typename ValT, unsigned N, typename Traits>
1510 class IntervalMap<KeyT, ValT, N, Traits>::iterator : public const_iterator {
1511   friend class IntervalMap;
1512   typedef IntervalMapImpl::IdxPair IdxPair;
1513
1514   explicit iterator(IntervalMap &map) : const_iterator(map) {}
1515
1516   void setNodeStop(unsigned Level, KeyT Stop);
1517   bool insertNode(unsigned Level, IntervalMapImpl::NodeRef Node, KeyT Stop);
1518   template <typename NodeT> bool overflow(unsigned Level);
1519   void treeInsert(KeyT a, KeyT b, ValT y);
1520   void eraseNode(unsigned Level);
1521   void treeErase(bool UpdateRoot = true);
1522   bool canCoalesceLeft(KeyT Start, ValT x);
1523   bool canCoalesceRight(KeyT Stop, ValT x);
1524
1525 public:
1526   /// iterator - Create null iterator.
1527   iterator() = default;
1528
1529   /// setStart - Move the start of the current interval.
1530   /// This may cause coalescing with the previous interval.
1531   /// @param a New start key, must not overlap the previous interval.
1532   void setStart(KeyT a);
1533
1534   /// setStop - Move the end of the current interval.
1535   /// This may cause coalescing with the following interval.
1536   /// @param b New stop key, must not overlap the following interval.
1537   void setStop(KeyT b);
1538
1539   /// setValue - Change the mapped value of the current interval.
1540   /// This may cause coalescing with the previous and following intervals.
1541   /// @param x New value.
1542   void setValue(ValT x);
1543
1544   /// setStartUnchecked - Move the start of the current interval without
1545   /// checking for coalescing or overlaps.
1546   /// This should only be used when it is known that coalescing is not required.
1547   /// @param a New start key.
1548   void setStartUnchecked(KeyT a) { this->unsafeStart() = a; }
1549
1550   /// setStopUnchecked - Move the end of the current interval without checking
1551   /// for coalescing or overlaps.
1552   /// This should only be used when it is known that coalescing is not required.
1553   /// @param b New stop key.
1554   void setStopUnchecked(KeyT b) {
1555     this->unsafeStop() = b;
1556     // Update keys in branch nodes as well.
1557     if (this->path.atLastEntry(this->path.height()))
1558       setNodeStop(this->path.height(), b);
1559   }
1560
1561   /// setValueUnchecked - Change the mapped value of the current interval
1562   /// without checking for coalescing.
1563   /// @param x New value.
1564   void setValueUnchecked(ValT x) { this->unsafeValue() = x; }
1565
1566   /// insert - Insert mapping [a;b] -> y before the current position.
1567   void insert(KeyT a, KeyT b, ValT y);
1568
1569   /// erase - Erase the current interval.
1570   void erase();
1571
1572   iterator &operator++() {
1573     const_iterator::operator++();
1574     return *this;
1575   }
1576
1577   iterator operator++(int) {
1578     iterator tmp = *this;
1579     operator++();
1580     return tmp;
1581   }
1582
1583   iterator &operator--() {
1584     const_iterator::operator--();
1585     return *this;
1586   }
1587
1588   iterator operator--(int) {
1589     iterator tmp = *this;
1590     operator--();
1591     return tmp;
1592   }
1593 };
1594
1595 /// canCoalesceLeft - Can the current interval coalesce to the left after
1596 /// changing start or value?
1597 /// @param Start New start of current interval.
1598 /// @param Value New value for current interval.
1599 /// @return True when updating the current interval would enable coalescing.
1600 template <typename KeyT, typename ValT, unsigned N, typename Traits>
1601 bool IntervalMap<KeyT, ValT, N, Traits>::
1602 iterator::canCoalesceLeft(KeyT Start, ValT Value) {
1603   using namespace IntervalMapImpl;
1604   Path &P = this->path;
1605   if (!this->branched()) {
1606     unsigned i = P.leafOffset();
1607     RootLeaf &Node = P.leaf<RootLeaf>();
1608     return i && Node.value(i-1) == Value &&
1609                 Traits::adjacent(Node.stop(i-1), Start);
1610   }
1611   // Branched.
1612   if (unsigned i = P.leafOffset()) {
1613     Leaf &Node = P.leaf<Leaf>();
1614     return Node.value(i-1) == Value && Traits::adjacent(Node.stop(i-1), Start);
1615   } else if (NodeRef NR = P.getLeftSibling(P.height())) {
1616     unsigned i = NR.size() - 1;
1617     Leaf &Node = NR.get<Leaf>();
1618     return Node.value(i) == Value && Traits::adjacent(Node.stop(i), Start);
1619   }
1620   return false;
1621 }
1622
1623 /// canCoalesceRight - Can the current interval coalesce to the right after
1624 /// changing stop or value?
1625 /// @param Stop New stop of current interval.
1626 /// @param Value New value for current interval.
1627 /// @return True when updating the current interval would enable coalescing.
1628 template <typename KeyT, typename ValT, unsigned N, typename Traits>
1629 bool IntervalMap<KeyT, ValT, N, Traits>::
1630 iterator::canCoalesceRight(KeyT Stop, ValT Value) {
1631   using namespace IntervalMapImpl;
1632   Path &P = this->path;
1633   unsigned i = P.leafOffset() + 1;
1634   if (!this->branched()) {
1635     if (i >= P.leafSize())
1636       return false;
1637     RootLeaf &Node = P.leaf<RootLeaf>();
1638     return Node.value(i) == Value && Traits::adjacent(Stop, Node.start(i));
1639   }
1640   // Branched.
1641   if (i < P.leafSize()) {
1642     Leaf &Node = P.leaf<Leaf>();
1643     return Node.value(i) == Value && Traits::adjacent(Stop, Node.start(i));
1644   } else if (NodeRef NR = P.getRightSibling(P.height())) {
1645     Leaf &Node = NR.get<Leaf>();
1646     return Node.value(0) == Value && Traits::adjacent(Stop, Node.start(0));
1647   }
1648   return false;
1649 }
1650
1651 /// setNodeStop - Update the stop key of the current node at level and above.
1652 template <typename KeyT, typename ValT, unsigned N, typename Traits>
1653 void IntervalMap<KeyT, ValT, N, Traits>::
1654 iterator::setNodeStop(unsigned Level, KeyT Stop) {
1655   // There are no references to the root node, so nothing to update.
1656   if (!Level)
1657     return;
1658   IntervalMapImpl::Path &P = this->path;
1659   // Update nodes pointing to the current node.
1660   while (--Level) {
1661     P.node<Branch>(Level).stop(P.offset(Level)) = Stop;
1662     if (!P.atLastEntry(Level))
1663       return;
1664   }
1665   // Update root separately since it has a different layout.
1666   P.node<RootBranch>(Level).stop(P.offset(Level)) = Stop;
1667 }
1668
1669 template <typename KeyT, typename ValT, unsigned N, typename Traits>
1670 void IntervalMap<KeyT, ValT, N, Traits>::
1671 iterator::setStart(KeyT a) {
1672   assert(Traits::nonEmpty(a, this->stop()) && "Cannot move start beyond stop");
1673   KeyT &CurStart = this->unsafeStart();
1674   if (!Traits::startLess(a, CurStart) || !canCoalesceLeft(a, this->value())) {
1675     CurStart = a;
1676     return;
1677   }
1678   // Coalesce with the interval to the left.
1679   --*this;
1680   a = this->start();
1681   erase();
1682   setStartUnchecked(a);
1683 }
1684
1685 template <typename KeyT, typename ValT, unsigned N, typename Traits>
1686 void IntervalMap<KeyT, ValT, N, Traits>::
1687 iterator::setStop(KeyT b) {
1688   assert(Traits::nonEmpty(this->start(), b) && "Cannot move stop beyond start");
1689   if (Traits::startLess(b, this->stop()) ||
1690       !canCoalesceRight(b, this->value())) {
1691     setStopUnchecked(b);
1692     return;
1693   }
1694   // Coalesce with interval to the right.
1695   KeyT a = this->start();
1696   erase();
1697   setStartUnchecked(a);
1698 }
1699
1700 template <typename KeyT, typename ValT, unsigned N, typename Traits>
1701 void IntervalMap<KeyT, ValT, N, Traits>::
1702 iterator::setValue(ValT x) {
1703   setValueUnchecked(x);
1704   if (canCoalesceRight(this->stop(), x)) {
1705     KeyT a = this->start();
1706     erase();
1707     setStartUnchecked(a);
1708   }
1709   if (canCoalesceLeft(this->start(), x)) {
1710     --*this;
1711     KeyT a = this->start();
1712     erase();
1713     setStartUnchecked(a);
1714   }
1715 }
1716
1717 /// insertNode - insert a node before the current path at level.
1718 /// Leave the current path pointing at the new node.
1719 /// @param Level path index of the node to be inserted.
1720 /// @param Node The node to be inserted.
1721 /// @param Stop The last index in the new node.
1722 /// @return True if the tree height was increased.
1723 template <typename KeyT, typename ValT, unsigned N, typename Traits>
1724 bool IntervalMap<KeyT, ValT, N, Traits>::
1725 iterator::insertNode(unsigned Level, IntervalMapImpl::NodeRef Node, KeyT Stop) {
1726   assert(Level && "Cannot insert next to the root");
1727   bool SplitRoot = false;
1728   IntervalMap &IM = *this->map;
1729   IntervalMapImpl::Path &P = this->path;
1730
1731   if (Level == 1) {
1732     // Insert into the root branch node.
1733     if (IM.rootSize < RootBranch::Capacity) {
1734       IM.rootBranch().insert(P.offset(0), IM.rootSize, Node, Stop);
1735       P.setSize(0, ++IM.rootSize);
1736       P.reset(Level);
1737       return SplitRoot;
1738     }
1739
1740     // We need to split the root while keeping our position.
1741     SplitRoot = true;
1742     IdxPair Offset = IM.splitRoot(P.offset(0));
1743     P.replaceRoot(&IM.rootBranch(), IM.rootSize, Offset);
1744
1745     // Fall through to insert at the new higher level.
1746     ++Level;
1747   }
1748
1749   // When inserting before end(), make sure we have a valid path.
1750   P.legalizeForInsert(--Level);
1751
1752   // Insert into the branch node at Level-1.
1753   if (P.size(Level) == Branch::Capacity) {
1754     // Branch node is full, handle handle the overflow.
1755     assert(!SplitRoot && "Cannot overflow after splitting the root");
1756     SplitRoot = overflow<Branch>(Level);
1757     Level += SplitRoot;
1758   }
1759   P.node<Branch>(Level).insert(P.offset(Level), P.size(Level), Node, Stop);
1760   P.setSize(Level, P.size(Level) + 1);
1761   if (P.atLastEntry(Level))
1762     setNodeStop(Level, Stop);
1763   P.reset(Level + 1);
1764   return SplitRoot;
1765 }
1766
1767 // insert
1768 template <typename KeyT, typename ValT, unsigned N, typename Traits>
1769 void IntervalMap<KeyT, ValT, N, Traits>::
1770 iterator::insert(KeyT a, KeyT b, ValT y) {
1771   if (this->branched())
1772     return treeInsert(a, b, y);
1773   IntervalMap &IM = *this->map;
1774   IntervalMapImpl::Path &P = this->path;
1775
1776   // Try simple root leaf insert.
1777   unsigned Size = IM.rootLeaf().insertFrom(P.leafOffset(), IM.rootSize, a, b, y);
1778
1779   // Was the root node insert successful?
1780   if (Size <= RootLeaf::Capacity) {
1781     P.setSize(0, IM.rootSize = Size);
1782     return;
1783   }
1784
1785   // Root leaf node is full, we must branch.
1786   IdxPair Offset = IM.branchRoot(P.leafOffset());
1787   P.replaceRoot(&IM.rootBranch(), IM.rootSize, Offset);
1788
1789   // Now it fits in the new leaf.
1790   treeInsert(a, b, y);
1791 }
1792
1793 template <typename KeyT, typename ValT, unsigned N, typename Traits>
1794 void IntervalMap<KeyT, ValT, N, Traits>::
1795 iterator::treeInsert(KeyT a, KeyT b, ValT y) {
1796   using namespace IntervalMapImpl;
1797   Path &P = this->path;
1798
1799   if (!P.valid())
1800     P.legalizeForInsert(this->map->height);
1801
1802   // Check if this insertion will extend the node to the left.
1803   if (P.leafOffset() == 0 && Traits::startLess(a, P.leaf<Leaf>().start(0))) {
1804     // Node is growing to the left, will it affect a left sibling node?
1805     if (NodeRef Sib = P.getLeftSibling(P.height())) {
1806       Leaf &SibLeaf = Sib.get<Leaf>();
1807       unsigned SibOfs = Sib.size() - 1;
1808       if (SibLeaf.value(SibOfs) == y &&
1809           Traits::adjacent(SibLeaf.stop(SibOfs), a)) {
1810         // This insertion will coalesce with the last entry in SibLeaf. We can
1811         // handle it in two ways:
1812         //  1. Extend SibLeaf.stop to b and be done, or
1813         //  2. Extend a to SibLeaf, erase the SibLeaf entry and continue.
1814         // We prefer 1., but need 2 when coalescing to the right as well.
1815         Leaf &CurLeaf = P.leaf<Leaf>();
1816         P.moveLeft(P.height());
1817         if (Traits::stopLess(b, CurLeaf.start(0)) &&
1818             (y != CurLeaf.value(0) || !Traits::adjacent(b, CurLeaf.start(0)))) {
1819           // Easy, just extend SibLeaf and we're done.
1820           setNodeStop(P.height(), SibLeaf.stop(SibOfs) = b);
1821           return;
1822         } else {
1823           // We have both left and right coalescing. Erase the old SibLeaf entry
1824           // and continue inserting the larger interval.
1825           a = SibLeaf.start(SibOfs);
1826           treeErase(/* UpdateRoot= */false);
1827         }
1828       }
1829     } else {
1830       // No left sibling means we are at begin(). Update cached bound.
1831       this->map->rootBranchStart() = a;
1832     }
1833   }
1834
1835   // When we are inserting at the end of a leaf node, we must update stops.
1836   unsigned Size = P.leafSize();
1837   bool Grow = P.leafOffset() == Size;
1838   Size = P.leaf<Leaf>().insertFrom(P.leafOffset(), Size, a, b, y);
1839
1840   // Leaf insertion unsuccessful? Overflow and try again.
1841   if (Size > Leaf::Capacity) {
1842     overflow<Leaf>(P.height());
1843     Grow = P.leafOffset() == P.leafSize();
1844     Size = P.leaf<Leaf>().insertFrom(P.leafOffset(), P.leafSize(), a, b, y);
1845     assert(Size <= Leaf::Capacity && "overflow() didn't make room");
1846   }
1847
1848   // Inserted, update offset and leaf size.
1849   P.setSize(P.height(), Size);
1850
1851   // Insert was the last node entry, update stops.
1852   if (Grow)
1853     setNodeStop(P.height(), b);
1854 }
1855
1856 /// erase - erase the current interval and move to the next position.
1857 template <typename KeyT, typename ValT, unsigned N, typename Traits>
1858 void IntervalMap<KeyT, ValT, N, Traits>::
1859 iterator::erase() {
1860   IntervalMap &IM = *this->map;
1861   IntervalMapImpl::Path &P = this->path;
1862   assert(P.valid() && "Cannot erase end()");
1863   if (this->branched())
1864     return treeErase();
1865   IM.rootLeaf().erase(P.leafOffset(), IM.rootSize);
1866   P.setSize(0, --IM.rootSize);
1867 }
1868
1869 /// treeErase - erase() for a branched tree.
1870 template <typename KeyT, typename ValT, unsigned N, typename Traits>
1871 void IntervalMap<KeyT, ValT, N, Traits>::
1872 iterator::treeErase(bool UpdateRoot) {
1873   IntervalMap &IM = *this->map;
1874   IntervalMapImpl::Path &P = this->path;
1875   Leaf &Node = P.leaf<Leaf>();
1876
1877   // Nodes are not allowed to become empty.
1878   if (P.leafSize() == 1) {
1879     IM.deleteNode(&Node);
1880     eraseNode(IM.height);
1881     // Update rootBranchStart if we erased begin().
1882     if (UpdateRoot && IM.branched() && P.valid() && P.atBegin())
1883       IM.rootBranchStart() = P.leaf<Leaf>().start(0);
1884     return;
1885   }
1886
1887   // Erase current entry.
1888   Node.erase(P.leafOffset(), P.leafSize());
1889   unsigned NewSize = P.leafSize() - 1;
1890   P.setSize(IM.height, NewSize);
1891   // When we erase the last entry, update stop and move to a legal position.
1892   if (P.leafOffset() == NewSize) {
1893     setNodeStop(IM.height, Node.stop(NewSize - 1));
1894     P.moveRight(IM.height);
1895   } else if (UpdateRoot && P.atBegin())
1896     IM.rootBranchStart() = P.leaf<Leaf>().start(0);
1897 }
1898
1899 /// eraseNode - Erase the current node at Level from its parent and move path to
1900 /// the first entry of the next sibling node.
1901 /// The node must be deallocated by the caller.
1902 /// @param Level 1..height, the root node cannot be erased.
1903 template <typename KeyT, typename ValT, unsigned N, typename Traits>
1904 void IntervalMap<KeyT, ValT, N, Traits>::
1905 iterator::eraseNode(unsigned Level) {
1906   assert(Level && "Cannot erase root node");
1907   IntervalMap &IM = *this->map;
1908   IntervalMapImpl::Path &P = this->path;
1909
1910   if (--Level == 0) {
1911     IM.rootBranch().erase(P.offset(0), IM.rootSize);
1912     P.setSize(0, --IM.rootSize);
1913     // If this cleared the root, switch to height=0.
1914     if (IM.empty()) {
1915       IM.switchRootToLeaf();
1916       this->setRoot(0);
1917       return;
1918     }
1919   } else {
1920     // Remove node ref from branch node at Level.
1921     Branch &Parent = P.node<Branch>(Level);
1922     if (P.size(Level) == 1) {
1923       // Branch node became empty, remove it recursively.
1924       IM.deleteNode(&Parent);
1925       eraseNode(Level);
1926     } else {
1927       // Branch node won't become empty.
1928       Parent.erase(P.offset(Level), P.size(Level));
1929       unsigned NewSize = P.size(Level) - 1;
1930       P.setSize(Level, NewSize);
1931       // If we removed the last branch, update stop and move to a legal pos.
1932       if (P.offset(Level) == NewSize) {
1933         setNodeStop(Level, Parent.stop(NewSize - 1));
1934         P.moveRight(Level);
1935       }
1936     }
1937   }
1938   // Update path cache for the new right sibling position.
1939   if (P.valid()) {
1940     P.reset(Level + 1);
1941     P.offset(Level + 1) = 0;
1942   }
1943 }
1944
1945 /// overflow - Distribute entries of the current node evenly among
1946 /// its siblings and ensure that the current node is not full.
1947 /// This may require allocating a new node.
1948 /// @tparam NodeT The type of node at Level (Leaf or Branch).
1949 /// @param Level path index of the overflowing node.
1950 /// @return True when the tree height was changed.
1951 template <typename KeyT, typename ValT, unsigned N, typename Traits>
1952 template <typename NodeT>
1953 bool IntervalMap<KeyT, ValT, N, Traits>::
1954 iterator::overflow(unsigned Level) {
1955   using namespace IntervalMapImpl;
1956   Path &P = this->path;
1957   unsigned CurSize[4];
1958   NodeT *Node[4];
1959   unsigned Nodes = 0;
1960   unsigned Elements = 0;
1961   unsigned Offset = P.offset(Level);
1962
1963   // Do we have a left sibling?
1964   NodeRef LeftSib = P.getLeftSibling(Level);
1965   if (LeftSib) {
1966     Offset += Elements = CurSize[Nodes] = LeftSib.size();
1967     Node[Nodes++] = &LeftSib.get<NodeT>();
1968   }
1969
1970   // Current node.
1971   Elements += CurSize[Nodes] = P.size(Level);
1972   Node[Nodes++] = &P.node<NodeT>(Level);
1973
1974   // Do we have a right sibling?
1975   NodeRef RightSib = P.getRightSibling(Level);
1976   if (RightSib) {
1977     Elements += CurSize[Nodes] = RightSib.size();
1978     Node[Nodes++] = &RightSib.get<NodeT>();
1979   }
1980
1981   // Do we need to allocate a new node?
1982   unsigned NewNode = 0;
1983   if (Elements + 1 > Nodes * NodeT::Capacity) {
1984     // Insert NewNode at the penultimate position, or after a single node.
1985     NewNode = Nodes == 1 ? 1 : Nodes - 1;
1986     CurSize[Nodes] = CurSize[NewNode];
1987     Node[Nodes] = Node[NewNode];
1988     CurSize[NewNode] = 0;
1989     Node[NewNode] = this->map->template newNode<NodeT>();
1990     ++Nodes;
1991   }
1992
1993   // Compute the new element distribution.
1994   unsigned NewSize[4];
1995   IdxPair NewOffset = distribute(Nodes, Elements, NodeT::Capacity,
1996                                  CurSize, NewSize, Offset, true);
1997   adjustSiblingSizes(Node, Nodes, CurSize, NewSize);
1998
1999   // Move current location to the leftmost node.
2000   if (LeftSib)
2001     P.moveLeft(Level);
2002
2003   // Elements have been rearranged, now update node sizes and stops.
2004   bool SplitRoot = false;
2005   unsigned Pos = 0;
2006   for (;;) {
2007     KeyT Stop = Node[Pos]->stop(NewSize[Pos]-1);
2008     if (NewNode && Pos == NewNode) {
2009       SplitRoot = insertNode(Level, NodeRef(Node[Pos], NewSize[Pos]), Stop);
2010       Level += SplitRoot;
2011     } else {
2012       P.setSize(Level, NewSize[Pos]);
2013       setNodeStop(Level, Stop);
2014     }
2015     if (Pos + 1 == Nodes)
2016       break;
2017     P.moveRight(Level);
2018     ++Pos;
2019   }
2020
2021   // Where was I? Find NewOffset.
2022   while(Pos != NewOffset.first) {
2023     P.moveLeft(Level);
2024     --Pos;
2025   }
2026   P.offset(Level) = NewOffset.second;
2027   return SplitRoot;
2028 }
2029
2030 //===----------------------------------------------------------------------===//
2031 //---                       IntervalMapOverlaps                           ----//
2032 //===----------------------------------------------------------------------===//
2033
2034 /// IntervalMapOverlaps - Iterate over the overlaps of mapped intervals in two
2035 /// IntervalMaps. The maps may be different, but the KeyT and Traits types
2036 /// should be the same.
2037 ///
2038 /// Typical uses:
2039 ///
2040 /// 1. Test for overlap:
2041 ///    bool overlap = IntervalMapOverlaps(a, b).valid();
2042 ///
2043 /// 2. Enumerate overlaps:
2044 ///    for (IntervalMapOverlaps I(a, b); I.valid() ; ++I) { ... }
2045 ///
2046 template <typename MapA, typename MapB>
2047 class IntervalMapOverlaps {
2048   typedef typename MapA::KeyType KeyType;
2049   typedef typename MapA::KeyTraits Traits;
2050   typename MapA::const_iterator posA;
2051   typename MapB::const_iterator posB;
2052
2053   /// advance - Move posA and posB forward until reaching an overlap, or until
2054   /// either meets end.
2055   /// Don't move the iterators if they are already overlapping.
2056   void advance() {
2057     if (!valid())
2058       return;
2059
2060     if (Traits::stopLess(posA.stop(), posB.start())) {
2061       // A ends before B begins. Catch up.
2062       posA.advanceTo(posB.start());
2063       if (!posA.valid() || !Traits::stopLess(posB.stop(), posA.start()))
2064         return;
2065     } else if (Traits::stopLess(posB.stop(), posA.start())) {
2066       // B ends before A begins. Catch up.
2067       posB.advanceTo(posA.start());
2068       if (!posB.valid() || !Traits::stopLess(posA.stop(), posB.start()))
2069         return;
2070     } else
2071       // Already overlapping.
2072       return;
2073
2074     for (;;) {
2075       // Make a.end > b.start.
2076       posA.advanceTo(posB.start());
2077       if (!posA.valid() || !Traits::stopLess(posB.stop(), posA.start()))
2078         return;
2079       // Make b.end > a.start.
2080       posB.advanceTo(posA.start());
2081       if (!posB.valid() || !Traits::stopLess(posA.stop(), posB.start()))
2082         return;
2083     }
2084   }
2085
2086 public:
2087   /// IntervalMapOverlaps - Create an iterator for the overlaps of a and b.
2088   IntervalMapOverlaps(const MapA &a, const MapB &b)
2089     : posA(b.empty() ? a.end() : a.find(b.start())),
2090       posB(posA.valid() ? b.find(posA.start()) : b.end()) { advance(); }
2091
2092   /// valid - Return true if iterator is at an overlap.
2093   bool valid() const {
2094     return posA.valid() && posB.valid();
2095   }
2096
2097   /// a - access the left hand side in the overlap.
2098   const typename MapA::const_iterator &a() const { return posA; }
2099
2100   /// b - access the right hand side in the overlap.
2101   const typename MapB::const_iterator &b() const { return posB; }
2102
2103   /// start - Beginning of the overlapping interval.
2104   KeyType start() const {
2105     KeyType ak = a().start();
2106     KeyType bk = b().start();
2107     return Traits::startLess(ak, bk) ? bk : ak;
2108   }
2109
2110   /// stop - End of the overlapping interval.
2111   KeyType stop() const {
2112     KeyType ak = a().stop();
2113     KeyType bk = b().stop();
2114     return Traits::startLess(ak, bk) ? ak : bk;
2115   }
2116
2117   /// skipA - Move to the next overlap that doesn't involve a().
2118   void skipA() {
2119     ++posA;
2120     advance();
2121   }
2122
2123   /// skipB - Move to the next overlap that doesn't involve b().
2124   void skipB() {
2125     ++posB;
2126     advance();
2127   }
2128
2129   /// Preincrement - Move to the next overlap.
2130   IntervalMapOverlaps &operator++() {
2131     // Bump the iterator that ends first. The other one may have more overlaps.
2132     if (Traits::startLess(posB.stop(), posA.stop()))
2133       skipB();
2134     else
2135       skipA();
2136     return *this;
2137   }
2138
2139   /// advanceTo - Move to the first overlapping interval with
2140   /// stopLess(x, stop()).
2141   void advanceTo(KeyType x) {
2142     if (!valid())
2143       return;
2144     // Make sure advanceTo sees monotonic keys.
2145     if (Traits::stopLess(posA.stop(), x))
2146       posA.advanceTo(x);
2147     if (Traits::stopLess(posB.stop(), x))
2148       posB.advanceTo(x);
2149     advance();
2150   }
2151 };
2152
2153 } // end namespace llvm
2154
2155 #endif // LLVM_ADT_INTERVALMAP_H