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[oota-llvm.git] / docs / TestingGuide.html
1 <!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN"
2                       "http://www.w3.org/TR/html4/strict.dtd">
3 <html>
4 <head>
5   <title>LLVM Testing Infrastructure Guide</title>
6   <link rel="stylesheet" href="llvm.css" type="text/css">
7 </head>
8 <body>
9       
10 <div class="doc_title">
11   LLVM Testing Infrastructure Guide
12 </div>
13
14 <ol>
15   <li><a href="#overview">Overview</a></li>
16   <li><a href="#requirements">Requirements</a></li>
17   <li><a href="#org">LLVM testing infrastructure organization</a>
18     <ul>
19       <li><a href="#dejagnu">DejaGNU tests</a></li>
20       <li><a href="#testsuite">Test suite</a></li>
21     </ul>
22   </li>
23   <li><a href="#quick">Quick start</a>
24     <ul>
25       <li><a href="#quickdejagnu">DejaGNU tests</a></li>
26       <li><a href="#quicktestsuite">Test suite</a></li>
27    </ul>
28   </li>
29   <li><a href="#dgstructure">DejaGNU structure</a>
30     <ul>
31       <li><a href="#dgcustom">Writing new DejaGNU tests</a></li>
32       <li><a href="#FileCheck">The FileCheck utility</a></li>
33       <li><a href="#dgvars">Variables and substitutions</a></li>
34       <li><a href="#dgfeatures">Other features</a></li>
35    </ul>
36   </li>
37   <li><a href="#testsuitestructure">Test suite structure</a></li>
38   <li><a href="#testsuiterun">Running the test suite</a>
39     <ul>
40       <li><a href="#testsuiteexternal">Configuring External Tests</a></li>
41       <li><a href="#testsuitetests">Running different tests</a></li>
42       <li><a href="#testsuiteoutput">Generating test output</a></li>
43       <li><a href="#testsuitecustom">Writing custom tests for llvm-test</a></li>
44    </ul>
45   </li>
46   <li><a href="#nightly">Running the nightly tester</a></li>
47 </ol>
48
49 <div class="doc_author">
50   <p>Written by John T. Criswell, <a
51   href="http://llvm.x10sys.com/rspencer">Reid Spencer</a>, and Tanya Lattner</p>
52 </div>
53
54 <!--=========================================================================-->
55 <div class="doc_section"><a name="overview">Overview</a></div>
56 <!--=========================================================================-->
57
58 <div class="doc_text">
59
60 <p>This document is the reference manual for the LLVM testing infrastructure. It documents
61 the structure of the LLVM testing infrastructure, the tools needed to use it,
62 and how to add and run tests.</p>
63
64 </div>
65
66 <!--=========================================================================-->
67 <div class="doc_section"><a name="requirements">Requirements</a></div>
68 <!--=========================================================================-->
69
70 <div class="doc_text">
71
72 <p>In order to use the LLVM testing infrastructure, you will need all of the software
73 required to build LLVM, plus the following:</p>
74
75 <dl>
76 <dt><a href="http://www.gnu.org/software/dejagnu/">DejaGNU</a></dt>
77 <dd>The Feature and Regressions tests are organized and run by DejaGNU.</dd>
78 <dt><a href="http://expect.nist.gov/">Expect</a></dt>
79 <dd>Expect is required by DejaGNU.</dd>
80 <dt><a href="http://www.tcl.tk/software/tcltk/">tcl</a></dt>
81 <dd>Tcl is required by DejaGNU. </dd>
82 </dl>
83
84 </div>
85
86 <!--=========================================================================-->
87 <div class="doc_section"><a name="org">LLVM testing infrastructure organization</a></div>
88 <!--=========================================================================-->
89
90 <div class="doc_text">
91
92 <p>The LLVM testing infrastructure contains two major categories of tests: code
93 fragments and whole programs. Code fragments are referred to as the "DejaGNU
94 tests" and are in the <tt>llvm</tt> module in subversion under the
95 <tt>llvm/test</tt> directory. The whole programs tests are referred to as the
96 "Test suite" and are in the <tt>test-suite</tt> module in subversion.
97 </p>
98
99 </div>
100
101 <!-- _______________________________________________________________________ -->
102 <div class="doc_subsection"><a name="dejagnu">DejaGNU tests</a></div>
103 <!-- _______________________________________________________________________ -->
104
105 <div class="doc_text">
106
107 <p>Code fragments are small pieces of code that test a specific
108 feature of LLVM or trigger a specific bug in LLVM.  They are usually
109 written in LLVM assembly language, but can be written in other
110 languages if the test targets a particular language front end (and the
111 appropriate <tt>--with-llvmgcc</tt> options were used
112 at <tt>configure</tt> time of the <tt>llvm</tt> module). These tests
113 are driven by the DejaGNU testing framework, which is hidden behind a
114 few simple makefiles.</p>
115
116 <p>These code fragments are not complete programs. The code generated
117 from them is never executed to determine correct behavior.</p>
118
119 <p>These code fragment tests are located in the <tt>llvm/test</tt>
120 directory.</p>
121
122 <p>Typically when a bug is found in LLVM, a regression test containing 
123 just enough code to reproduce the problem should be written and placed 
124 somewhere underneath this directory.  In most cases, this will be a small 
125 piece of LLVM assembly language code, often distilled from an actual 
126 application or benchmark.</p>
127
128 </div>
129
130 <!-- _______________________________________________________________________ -->
131 <div class="doc_subsection"><a name="testsuite">Test suite</a></div>
132 <!-- _______________________________________________________________________ -->
133
134 <div class="doc_text">
135
136 <p>The test suite contains whole programs, which are pieces of
137 code which can be compiled and linked into a stand-alone program that can be
138 executed.  These programs are generally written in high level languages such as
139 C or C++, but sometimes they are written straight in LLVM assembly.</p>
140
141 <p>These programs are compiled and then executed using several different
142 methods (native compiler, LLVM C backend, LLVM JIT, LLVM native code generation,
143 etc).  The output of these programs is compared to ensure that LLVM is compiling
144 the program correctly.</p>
145
146 <p>In addition to compiling and executing programs, whole program tests serve as
147 a way of benchmarking LLVM performance, both in terms of the efficiency of the
148 programs generated as well as the speed with which LLVM compiles, optimizes, and
149 generates code.</p>
150
151 <p>The test-suite is located in the <tt>test-suite</tt> Subversion module.</p> 
152
153 </div>
154
155 <!--=========================================================================-->
156 <div class="doc_section"><a name="quick">Quick start</a></div>
157 <!--=========================================================================-->
158
159 <div class="doc_text">
160
161   <p>The tests are located in two separate Subversion modules. The
162   DejaGNU tests are in the main "llvm" module under the directory 
163   <tt>llvm/test</tt> (so you get these tests for free with the main llvm tree).
164   The more comprehensive test suite that includes whole 
165 programs in C and C++ is in the <tt>test-suite</tt> module. This module should
166 be checked out to the <tt>llvm/projects</tt> directory (don't use another name
167 then the default "test-suite", for then the test suite will be run every time
168 you run <tt>make</tt> in the main <tt>llvm</tt> directory).
169 When you <tt>configure</tt> the <tt>llvm</tt> module, 
170 the <tt>test-suite</tt> directory will be automatically configured. 
171 Alternatively, you can configure the <tt>test-suite</tt> module manually.</p>
172
173 <!-- _______________________________________________________________________ -->
174 <div class="doc_subsection"><a name="quickdejagnu">DejaGNU tests</a></div>
175 <!-- _______________________________________________________________________ -->
176 <p>To run all of the simple tests in LLVM using DejaGNU, use the master Makefile
177  in the <tt>llvm/test</tt> directory:</p>
178
179 <div class="doc_code">
180 <pre>
181 % gmake -C llvm/test
182 </pre>
183 </div>
184
185 <p>or</p>
186
187 <div class="doc_code">
188 <pre>
189 % gmake check
190 </pre>
191 </div>
192
193 <p>To run only a subdirectory of tests in <tt>llvm/test</tt> using DejaGNU (ie.
194 Transforms), just set the TESTSUITE variable to the path of the
195 subdirectory (relative to <tt>llvm/test</tt>):</p>
196
197 <div class="doc_code">
198 <pre>
199 % gmake TESTSUITE=Transforms check
200 </pre>
201 </div>
202
203 <p><b>Note: If you are running the tests with <tt>objdir != subdir</tt>, you
204 must have run the complete testsuite before you can specify a
205 subdirectory.</b></p>
206
207 <p>To run only a single test, set <tt>TESTONE</tt> to its path (relative to
208 <tt>llvm/test</tt>) and make the <tt>check-one</tt> target:</p>
209
210 <div class="doc_code">
211 <pre>
212 % gmake TESTONE=Feature/basictest.ll check-one
213 </pre>
214 </div>
215
216 <p>To run the tests with Valgrind (Memcheck by default), just append
217 <tt>VG=1</tt> to the commands above, e.g.:</p>
218
219 <div class="doc_code">
220 <pre>
221 % gmake check VG=1
222 </pre>
223 </div>
224
225 <!-- _______________________________________________________________________ -->
226 <div class="doc_subsection"><a name="quicktestsuite">Test suite</a></div>
227 <!-- _______________________________________________________________________ -->
228
229 <p>To run the comprehensive test suite (tests that compile and execute whole 
230 programs), first checkout and setup the <tt>test-suite</tt> module:</p>
231
232 <div class="doc_code">
233 <pre>
234 % cd llvm/projects
235 % svn co http://llvm.org/svn/llvm-project/test-suite/trunk test-suite
236 % cd ..
237 % ./configure --with-llvmgccdir=$LLVM_GCC_DIR
238 </pre>
239 </div>
240
241 <p>where <tt>$LLVM_GCC_DIR</tt> is the directory where
242 you <em>installed</em> llvm-gcc, not it's src or obj
243 dir. The <tt>--with-llvmgccdir</tt> option assumes that
244 the <tt>llvm-gcc-4.2</tt> module was configured with
245 <tt>--program-prefix=llvm-</tt>, and therefore that the C and C++
246 compiler drivers are called <tt>llvm-gcc</tt> and <tt>llvm-g++</tt>
247 respectively.  If this is not the case,
248 use <tt>--with-llvmgcc</tt>/<tt>--with-llvmgxx</tt> to specify each
249 executable's location.</p>
250
251 <p>Then, run the entire test suite by running make in the <tt>test-suite</tt>
252 directory:</p>
253
254 <div class="doc_code">
255 <pre>
256 % cd projects/test-suite
257 % gmake
258 </pre>
259 </div>
260
261 <p>Usually, running the "nightly" set of tests is a good idea, and you can also
262 let it generate a report by running:</p>
263
264 <div class="doc_code">
265 <pre>
266 % cd projects/test-suite
267 % gmake TEST=nightly report report.html
268 </pre>
269 </div>
270
271 <p>Any of the above commands can also be run in a subdirectory of
272 <tt>projects/test-suite</tt> to run the specified test only on the programs in
273 that subdirectory.</p>
274
275 </div>
276
277 <!--=========================================================================-->
278 <div class="doc_section"><a name="dgstructure">DejaGNU structure</a></div>
279 <!--=========================================================================-->
280 <div class="doc_text">
281   <p>The LLVM DejaGNU tests are driven by DejaGNU together with GNU Make and are
282   located in the <tt>llvm/test</tt> directory.
283
284   <p>This directory contains a large array of small tests
285   that exercise various features of LLVM and to ensure that regressions do not
286   occur. The directory is broken into several sub-directories, each focused on
287   a particular area of LLVM. A few of the important ones are:</p>
288
289   <ul>
290     <li><tt>Analysis</tt>: checks Analysis passes.</li>
291     <li><tt>Archive</tt>: checks the Archive library.</li>
292     <li><tt>Assembler</tt>: checks Assembly reader/writer functionality.</li>
293     <li><tt>Bitcode</tt>: checks Bitcode reader/writer functionality.</li>
294     <li><tt>CodeGen</tt>: checks code generation and each target.</li>
295     <li><tt>Features</tt>: checks various features of the LLVM language.</li>
296     <li><tt>Linker</tt>: tests bitcode linking.</li>
297     <li><tt>Transforms</tt>: tests each of the scalar, IPO, and utility
298     transforms to ensure they make the right transformations.</li>
299     <li><tt>Verifier</tt>: tests the IR verifier.</li>
300   </ul>
301
302 </div>
303
304 <!-- _______________________________________________________________________ -->
305 <div class="doc_subsection"><a name="dgcustom">Writing new DejaGNU tests</a></div>
306 <!-- _______________________________________________________________________ -->
307 <div class="doc_text">
308   <p>The DejaGNU structure is very simple, but does require some information to 
309   be set. This information is gathered via <tt>configure</tt> and is written 
310   to a file, <tt>site.exp</tt> in <tt>llvm/test</tt>. The <tt>llvm/test</tt> 
311   Makefile does this work for you.</p>
312
313   <p>In order for DejaGNU to work, each directory of tests must have a 
314   <tt>dg.exp</tt> file. DejaGNU looks for this file to determine how to run the
315   tests. This file is just a Tcl script and it can do anything you want, but 
316   we've standardized it for the LLVM regression tests. If you're adding a
317   directory of tests, just copy <tt>dg.exp</tt> from another directory to get
318   running. The standard <tt>dg.exp</tt> simply loads a Tcl 
319   library (<tt>test/lib/llvm.exp</tt>) and calls the <tt>llvm_runtests</tt> 
320   function defined in that library with a list of file names to run. The names 
321   are obtained by using Tcl's glob command.  Any directory that contains only
322   directories does not need the <tt>dg.exp</tt> file.</p>
323
324   <p>The <tt>llvm-runtests</tt> function lookas at each file that is passed to
325   it and gathers any lines together that match "RUN:". This are the "RUN" lines
326   that specify how the test is to be run. So, each test script must contain
327   RUN lines if it is to do anything. If there are no RUN lines, the
328   <tt>llvm-runtests</tt> function will issue an error and the test will
329   fail.</p>
330
331   <p>RUN lines are specified in the comments of the test program using the 
332   keyword <tt>RUN</tt> followed by a colon, and lastly the command (pipeline) 
333   to execute.  Together, these lines form the "script" that 
334   <tt>llvm-runtests</tt> executes to run the test case.  The syntax of the
335   RUN lines is similar to a shell's syntax for pipelines including I/O
336   redirection and variable substitution.  However, even though these lines 
337   may <i>look</i> like a shell script, they are not. RUN lines are interpreted 
338   directly by the Tcl <tt>exec</tt> command. They are never executed by a 
339   shell. Consequently the syntax differs from normal shell script syntax in a 
340   few ways.  You can specify as many RUN lines as needed.</p>
341
342   <p>Each RUN line is executed on its own, distinct from other lines unless
343   its last character is <tt>\</tt>. This continuation character causes the RUN
344   line to be concatenated with the next one. In this way you can build up long
345   pipelines of commands without making huge line lengths. The lines ending in
346   <tt>\</tt> are concatenated until a RUN line that doesn't end in <tt>\</tt> is
347   found. This concatenated set of RUN lines then constitutes one execution. 
348   Tcl will substitute variables and arrange for the pipeline to be executed. If
349   any process in the pipeline fails, the entire line (and test case) fails too.
350   </p>
351
352   <p> Below is an example of legal RUN lines in a <tt>.ll</tt> file:</p>
353
354 <div class="doc_code">
355 <pre>
356 ; RUN: llvm-as &lt; %s | llvm-dis &gt; %t1
357 ; RUN: llvm-dis &lt; %s.bc-13 &gt; %t2
358 ; RUN: diff %t1 %t2
359 </pre>
360 </div>
361
362   <p>As with a Unix shell, the RUN: lines permit pipelines and I/O redirection
363   to be used. However, the usage is slightly different than for Bash. To check
364   what's legal, see the documentation for the 
365   <a href="http://www.tcl.tk/man/tcl8.5/TclCmd/exec.htm#M2">Tcl exec</a>
366   command and the 
367   <a href="http://www.tcl.tk/man/tcl8.5/tutorial/Tcl26.html">tutorial</a>. 
368   The major differences are:</p>
369   <ul>
370     <li>You can't do <tt>2&gt;&amp;1</tt>. That will cause Tcl to write to a
371     file named <tt>&amp;1</tt>. Usually this is done to get stderr to go through
372     a pipe. You can do that in tcl with <tt>|&amp;</tt> so replace this idiom:
373     <tt>... 2&gt;&amp;1 | grep</tt> with <tt>... |&amp; grep</tt></li>
374     <li>You can only redirect to a file, not to another descriptor and not from
375     a here document.</li>
376     <li>tcl supports redirecting to open files with the @ syntax but you
377     shouldn't use that here.</li>
378   </ul>
379
380   <p>There are some quoting rules that you must pay attention to when writing
381   your RUN lines. In general nothing needs to be quoted. Tcl won't strip off any
382   ' or " so they will get passed to the invoked program. For example:</p>
383
384 <div class="doc_code">
385 <pre>
386 ... | grep 'find this string'
387 </pre>
388 </div>
389
390   <p>This will fail because the ' characters are passed to grep. This would
391   instruction grep to look for <tt>'find</tt> in the files <tt>this</tt> and
392   <tt>string'</tt>. To avoid this use curly braces to tell Tcl that it should
393   treat everything enclosed as one value. So our example would become:</p>
394
395 <div class="doc_code">
396 <pre>
397 ... | grep {find this string}
398 </pre>
399 </div>
400
401   <p>Additionally, the characters <tt>[</tt> and <tt>]</tt> are treated 
402   specially by Tcl. They tell Tcl to interpret the content as a command to
403   execute. Since these characters are often used in regular expressions this can
404   have disastrous results and cause the entire test run in a directory to fail.
405   For example, a common idiom is to look for some basicblock number:</p>
406
407 <div class="doc_code">
408 <pre>
409 ... | grep bb[2-8]
410 </pre>
411 </div>
412
413   <p>This, however, will cause Tcl to fail because its going to try to execute
414   a program named "2-8". Instead, what you want is this:</p>
415
416 <div class="doc_code">
417 <pre>
418 ... | grep {bb\[2-8\]}
419 </pre>
420 </div>
421
422   <p>Finally, if you need to pass the <tt>\</tt> character down to a program,
423   then it must be doubled. This is another Tcl special character. So, suppose
424   you had:
425
426 <div class="doc_code">
427 <pre>
428 ... | grep 'i32\*'
429 </pre>
430 </div>
431
432   <p>This will fail to match what you want (a pointer to i32). First, the
433   <tt>'</tt> do not get stripped off. Second, the <tt>\</tt> gets stripped off
434   by Tcl so what grep sees is: <tt>'i32*'</tt>. That's not likely to match
435   anything. To resolve this you must use <tt>\\</tt> and the <tt>{}</tt>, like
436   this:</p>
437
438 <div class="doc_code">
439 <pre>
440 ... | grep {i32\\*}
441 </pre>
442 </div>
443
444 <p>If your system includes GNU <tt>grep</tt>, make sure
445 that <tt>GREP_OPTIONS</tt> is not set in your environment. Otherwise,
446 you may get invalid results (both false positives and false
447 negatives).</p>
448
449 </div>
450
451 <!-- _______________________________________________________________________ -->
452 <div class="doc_subsection"><a name="FileCheck">The FileCheck utility</a></div>
453 <!-- _______________________________________________________________________ -->
454
455 <div class="doc_text">
456
457 <p>A powerful feature of the RUN: lines is that it allows any arbitrary commands
458    to be executed as part of the test harness.  While standard (portable) unix
459    tools like 'grep' work fine on run lines, as you see above, there are a lot
460    of caveats due to interaction with Tcl syntax, and we want to make sure the
461    run lines are portable to a wide range of systems.  Another major problem is
462    that grep is not very good at checking to verify that the output of a tools
463    contains a series of different output in a specific order.  The FileCheck
464    tool was designed to help with these problems.</p>
465
466 <p>FileCheck (whose basic command line arguments are described in <a
467    href="http://llvm.org/cmds/FileCheck.html">the FileCheck man page</a> is
468    designed to read a file to check from standard input, and the set of things
469    to verify from a file specified as a command line argument.  A simple example
470    of using FileCheck from a RUN line looks like this:</p>
471    
472 <div class="doc_code">
473 <pre>
474 ; RUN: llvm-as &lt; %s | llc -march=x86-64 | <b>FileCheck %s</b>
475 </pre>
476 </div>
477
478 <p>This syntax says to pipe the current file ("%s") into llvm-as, pipe that into
479 llc, then pipe the output of llc into FileCheck.  This means that FileCheck will
480 be verifying its standard input (the llc output) against the filename argument
481 specified (the original .ll file specified by "%s").  To see how this works,
482 lets look at the rest of the .ll file (after the RUN line):</p>
483
484 <div class="doc_code">
485 <pre>
486 define void @sub1(i32* %p, i32 %v) {
487 entry:
488 ; <b>CHECK: sub1:</b>
489 ; <b>CHECK: subl</b>
490         %0 = tail call i32 @llvm.atomic.load.sub.i32.p0i32(i32* %p, i32 %v)
491         ret void
492 }
493
494 define void @inc4(i64* %p) {
495 entry:
496 ; <b>CHECK: inc4:</b>
497 ; <b>CHECK: incq</b>
498         %0 = tail call i64 @llvm.atomic.load.add.i64.p0i64(i64* %p, i64 1)
499         ret void
500 }
501 </pre>
502 </div>
503
504 <p>Here you can see some "CHECK:" lines specified in comments.  Now you can see
505 how the file is piped into llvm-as, then llc, and the machine code output is
506 what we are verifying.  FileCheck checks the machine code output to verify that
507 it matches what the "CHECK:" lines specify.</p>
508
509 <p>The syntax of the CHECK: lines is very simple: they are fixed strings that
510 must occur in order.  FileCheck defaults to ignoring horizontal whitespace
511 differences (e.g. a space is allowed to match a tab) but otherwise, the contents
512 of the CHECK: line is required to match some thing in the test file exactly.</p>
513
514 <p>One nice thing about FileCheck (compared to grep) is that it allows merging
515 test cases together into logical groups.  For example, because the test above
516 is checking for the "sub1:" and "inc4:" labels, it will not match unless there
517 is a "subl" in between those labels.  If it existed somewhere else in the file,
518 that would not count: "grep subl" matches if subl exists anywhere in the
519 file.</p>
520
521 <div class="doc_subsubsection"><a 
522 name="FileCheck-check-prefix">The FileCheck -check-prefix option</a></div>
523
524 <p>The FileCheck -check-prefix option allows multiple test configurations to be
525 driven from one .ll file.  This is useful in many circumstances, for example,
526 testing different architectural variants with llc.  Here's a simple example:</p>
527
528
529 <div class="doc_code">
530 <pre>
531 ; RUN: llvm-as &lt; %s | llc -mtriple=i686-apple-darwin9 -mattr=sse41 \
532 ; RUN:              | <b>FileCheck %s -check-prefix=X32</b>
533 ; RUN: llvm-as &lt; %s | llc -mtriple=x86_64-apple-darwin9 -mattr=sse41 \
534 ; RUN:              | <b>FileCheck %s -check-prefix=X64</b>
535
536 define &lt;4 x i32&gt; @pinsrd_1(i32 %s, &lt;4 x i32&gt; %tmp) nounwind {
537         %tmp1 = insertelement &lt;4 x i32&gt; %tmp, i32 %s, i32 1
538         ret &lt;4 x i32&gt; %tmp1
539 ; <b>X32:</b> pinsrd_1:
540 ; <b>X32:</b>    pinsrd $1, 4(%esp), %xmm0
541
542 ; <b>X64:</b> pinsrd_1:
543 ; <b>X64:</b>    pinsrd $1, %edi, %xmm0
544 }
545 </pre>
546 </div>
547
548 <p>In this case, we're testing that we get the expected code generation with
549 both 32-bit and 64-bit code generation.</p>
550
551
552 </div>
553
554 <!-- _______________________________________________________________________ -->
555 <div class="doc_subsection"><a name="dgvars">Variables and
556 substitutions</a></div>
557 <!-- _______________________________________________________________________ -->
558 <div class="doc_text">
559   <p>With a RUN line there are a number of substitutions that are permitted. In
560   general, any Tcl variable that is available in the <tt>substitute</tt> 
561   function (in <tt>test/lib/llvm.exp</tt>) can be substituted into a RUN line.
562   To make a substitution just write the variable's name preceded by a $. 
563   Additionally, for compatibility reasons with previous versions of the test
564   library, certain names can be accessed with an alternate syntax: a % prefix.
565   These alternates are deprecated and may go away in a future version.
566   </p>
567   <p>Here are the available variable names. The alternate syntax is listed in
568   parentheses.</p>
569
570   <dl style="margin-left: 25px">
571     <dt><b>$test</b> (%s)</dt>
572     <dd>The full path to the test case's source. This is suitable for passing
573     on the command line as the input to an llvm tool.</dd>
574
575     <dt><b>$srcdir</b></dt>
576     <dd>The source directory from where the "<tt>make check</tt>" was run.</dd>
577
578     <dt><b>objdir</b></dt>
579     <dd>The object directory that corresponds to the <tt>$srcdir</tt>.</dd>
580
581     <dt><b>subdir</b></dt>
582     <dd>A partial path from the <tt>test</tt> directory that contains the 
583     sub-directory that contains the test source being executed.</dd>
584
585     <dt><b>srcroot</b></dt>
586     <dd>The root directory of the LLVM src tree.</dd>
587
588     <dt><b>objroot</b></dt>
589     <dd>The root directory of the LLVM object tree. This could be the same
590     as the srcroot.</dd>
591
592     <dt><b>path</b><dt>
593     <dd>The path to the directory that contains the test case source.  This is 
594     for locating any supporting files that are not generated by the test, but 
595     used by the test.</dd>
596
597     <dt><b>tmp</b></dt>
598     <dd>The path to a temporary file name that could be used for this test case.
599     The file name won't conflict with other test cases. You can append to it if
600     you need multiple temporaries. This is useful as the destination of some
601     redirected output.</dd>
602
603     <dt><b>llvmlibsdir</b> (%llvmlibsdir)</dt>
604     <dd>The directory where the LLVM libraries are located.</dd>
605
606     <dt><b>target_triplet</b> (%target_triplet)</dt>
607     <dd>The target triplet that corresponds to the current host machine (the one
608     running the test cases). This should probably be called "host".<dd>
609
610     <dt><b>prcontext</b> (%prcontext)</dt>
611     <dd>Path to the prcontext tcl script that prints some context around a 
612     line that matches a pattern. This isn't strictly necessary as the test suite
613     is run with its PATH altered to include the test/Scripts directory where
614     the prcontext script is located. Note that this script is similar to 
615     <tt>grep -C</tt> but you should use the <tt>prcontext</tt> script because
616     not all platforms support <tt>grep -C</tt>.</dd>
617
618     <dt><b>llvmgcc</b> (%llvmgcc)</dt>
619     <dd>The full path to the <tt>llvm-gcc</tt> executable as specified in the
620     configured LLVM environment</dd>
621
622     <dt><b>llvmgxx</b> (%llvmgxx)</dt>
623     <dd>The full path to the <tt>llvm-gxx</tt> executable as specified in the
624     configured LLVM environment</dd>
625
626     <dt><b>llvmgcc_version</b> (%llvmgcc_version)</dt>
627     <dd>The full version number of the <tt>llvm-gcc</tt> executable.</dd>
628
629     <dt><b>llvmgccmajvers</b> (%llvmgccmajvers)</dt>
630     <dd>The major version number of the <tt>llvm-gcc</tt> executable.</dd>
631
632     <dt><b>gccpath</b></dt>
633     <dd>The full path to the C compiler used to <i>build </i> LLVM. Note that 
634     this might not be gcc.</dd>
635
636     <dt><b>gxxpath</b></dt>
637     <dd>The full path to the C++ compiler used to <i>build </i> LLVM. Note that 
638     this might not be g++.</dd>
639
640     <dt><b>compile_c</b> (%compile_c)</dt>
641     <dd>The full command line used to compile LLVM C source  code. This has all 
642     the configured -I, -D and optimization options.</dd>
643
644     <dt><b>compile_cxx</b> (%compile_cxx)</dt>
645     <dd>The full command used to compile LLVM C++ source  code. This has 
646     all the configured -I, -D and optimization options.</dd>
647
648     <dt><b>link</b> (%link)</dt> 
649     <dd>This full link command used to link LLVM executables. This has all the
650     configured -I, -L and -l options.</dd>
651
652     <dt><b>shlibext</b> (%shlibext)</dt>
653     <dd>The suffix for the host platforms share library (dll) files. This
654     includes the period as the first character.</dd>
655   </dl>
656   <p>To add more variables, two things need to be changed. First, add a line in
657   the <tt>test/Makefile</tt> that creates the <tt>site.exp</tt> file. This will
658   "set" the variable as a global in the site.exp file. Second, in the
659   <tt>test/lib/llvm.exp</tt> file, in the substitute proc, add the variable name
660   to the list of "global" declarations at the beginning of the proc. That's it,
661   the variable can then be used in test scripts.</p>
662 </div>
663   
664 <!-- _______________________________________________________________________ -->
665 <div class="doc_subsection"><a name="dgfeatures">Other Features</a></div>
666 <!-- _______________________________________________________________________ -->
667 <div class="doc_text">
668   <p>To make RUN line writing easier, there are several shell scripts located
669   in the <tt>llvm/test/Scripts</tt> directory. This directory is in the PATH
670   when running tests, so you can just call these scripts using their name. For
671   example:</p>
672   <dl>
673     <dt><b>ignore</b></dt>
674     <dd>This script runs its arguments and then always returns 0. This is useful
675     in cases where the test needs to cause a tool to generate an error (e.g. to
676     check the error output). However, any program in a pipeline that returns a
677     non-zero result will cause the test to fail. This script overcomes that 
678     issue and nicely documents that the test case is purposefully ignoring the
679     result code of the tool</dd>
680
681     <dt><b>not</b></dt>
682     <dd>This script runs its arguments and then inverts the result code from 
683     it. Zero result codes become 1. Non-zero result codes become 0. This is
684     useful to invert the result of a grep. For example "not grep X" means
685     succeed only if you don't find X in the input.</dd>
686   </dl>
687
688   <p>Sometimes it is necessary to mark a test case as "expected fail" or XFAIL.
689   You can easily mark a test as XFAIL just by including  <tt>XFAIL: </tt> on a
690   line near the top of the file. This signals that the test case should succeed
691   if the test fails. Such test cases are counted separately by DejaGnu. To
692   specify an expected fail, use the XFAIL keyword in the comments of the test
693   program followed by a colon and one or more regular expressions (separated by
694   a comma). The regular expressions allow you to XFAIL the test conditionally
695   by host platform. The regular expressions following the : are matched against
696   the target triplet or llvmgcc version number for the host machine. If there is
697   a match, the test is expected to fail. If not, the test is expected to
698   succeed. To XFAIL everywhere just specify <tt>XFAIL: *</tt>. When matching
699   the llvm-gcc version, you can specify the major (e.g. 3) or full version 
700   (i.e. 3.4) number. Here is an example of an <tt>XFAIL</tt> line:</p>
701
702 <div class="doc_code">
703 <pre>
704 ; XFAIL: darwin,sun,llvmgcc4
705 </pre>
706 </div>
707
708   <p>To make the output more useful, the <tt>llvm_runtest</tt> function wil
709   scan the lines of the test case for ones that contain a pattern that matches
710   PR[0-9]+. This is the syntax for specifying a PR (Problem Report) number that
711   is related to the test case. The number after "PR" specifies the LLVM bugzilla
712   number. When a PR number is specified, it will be used in the pass/fail
713   reporting. This is useful to quickly get some context when a test fails.</p>
714
715   <p>Finally, any line that contains "END." will cause the special
716   interpretation of lines to terminate. This is generally done right after the
717   last RUN: line. This has two side effects: (a) it prevents special
718   interpretation of lines that are part of the test program, not the
719   instructions to the test case, and (b) it speeds things up for really big test
720   cases by avoiding interpretation of the remainder of the file.</p>
721
722 </div>
723
724 <!--=========================================================================-->
725 <div class="doc_section"><a name="testsuitestructure">Test suite
726 Structure</a></div>
727 <!--=========================================================================-->
728
729 <div class="doc_text">
730
731 <p>The <tt>test-suite</tt> module contains a number of programs that can be compiled 
732 with LLVM and executed. These programs are compiled using the native compiler
733 and various LLVM backends. The output from the program compiled with the 
734 native compiler is assumed correct; the results from the other programs are
735 compared to the native program output and pass if they match.</p>
736
737 <p>When executing tests, it is usually a good idea to start out with a subset of
738 the available tests or programs. This makes test run times smaller at first and
739 later on this is useful to investigate individual test failures. To run some
740 test only on a subset of programs, simply change directory to the programs you
741 want tested and run <tt>gmake</tt> there. Alternatively, you can run a different
742 test using the <tt>TEST</tt> variable to change what tests or run on the
743 selected programs (see below for more info).</p>
744
745 <p>In addition for testing correctness, the <tt>llvm-test</tt> directory also
746 performs timing tests of various LLVM optimizations.  It also records
747 compilation times for the compilers and the JIT.  This information can be
748 used to compare the effectiveness of LLVM's optimizations and code
749 generation.</p>
750
751 <p><tt>llvm-test</tt> tests are divided into three types of tests: MultiSource,
752 SingleSource, and External.</p> 
753
754 <ul>
755 <li><tt>llvm-test/SingleSource</tt>
756 <p>The SingleSource directory contains test programs that are only a single 
757 source file in size.  These are usually small benchmark programs or small 
758 programs that calculate a particular value.  Several such programs are grouped 
759 together in each directory.</p></li>
760
761 <li><tt>llvm-test/MultiSource</tt>
762 <p>The MultiSource directory contains subdirectories which contain entire 
763 programs with multiple source files.  Large benchmarks and whole applications 
764 go here.</p></li>
765
766 <li><tt>llvm-test/External</tt>
767 <p>The External directory contains Makefiles for building code that is external
768 to (i.e., not distributed with) LLVM.  The most prominent members of this
769 directory are the SPEC 95 and SPEC 2000 benchmark suites. The <tt>External</tt>
770 directory does not contain these actual tests, but only the Makefiles that know
771 how to properly compile these programs from somewhere else. The presence and
772 location of these external programs is configured by the llvm-test
773 <tt>configure</tt> script.</p></li>
774 </ul>
775
776 <p>Each tree is then subdivided into several categories, including applications,
777 benchmarks, regression tests, code that is strange grammatically, etc.  These
778 organizations should be relatively self explanatory.</p>
779
780 <p>Some tests are known to fail.  Some are bugs that we have not fixed yet;
781 others are features that we haven't added yet (or may never add).  In DejaGNU,
782 the result for such tests will be XFAIL (eXpected FAILure).  In this way, you
783 can tell the difference between an expected and unexpected failure.</p>
784
785 <p>The tests in the test suite have no such feature at this time. If the
786 test passes, only warnings and other miscellaneous output will be generated.  If
787 a test fails, a large &lt;program&gt; FAILED message will be displayed.  This
788 will help you separate benign warnings from actual test failures.</p>
789
790 </div>
791
792 <!--=========================================================================-->
793 <div class="doc_section"><a name="testsuiterun">Running the test suite</a></div>
794 <!--=========================================================================-->
795
796 <div class="doc_text">
797
798 <p>First, all tests are executed within the LLVM object directory tree.  They
799 <i>are not</i> executed inside of the LLVM source tree. This is because the
800 test suite creates temporary files during execution.</p>
801
802 <p>To run the test suite, you need to use the following steps:</p>
803
804 <ol>
805   <li><tt>cd</tt> into the <tt>llvm/projects</tt> directory in your source tree.
806   </li>
807
808   <li><p>Check out the <tt>test-suite</tt> module with:</p>
809
810 <div class="doc_code">
811 <pre>
812 % svn co http://llvm.org/svn/llvm-project/test-suite/trunk test-suite
813 </pre>
814 </div>
815     <p>This will get the test suite into <tt>llvm/projects/test-suite</tt>.</p>
816   </li>
817   <li><p>Configure and build <tt>llvm</tt>.</p></li>
818   <li><p>Configure and build <tt>llvm-gcc</tt>.</p></li>
819   <li><p>Install <tt>llvm-gcc</tt> somewhere.</p></li>
820   <li><p><em>Re-configure</em> <tt>llvm</tt> from the top level of
821       each build tree (LLVM object directory tree) in which you want
822       to run the test suite, just as you do before building LLVM.</p>
823     <p>During the <em>re-configuration</em>, you must either: (1)
824       have <tt>llvm-gcc</tt> you just built in your path, or (2)
825       specify the directory where your just-built <tt>llvm-gcc</tt> is
826       installed using <tt>--with-llvmgccdir=$LLVM_GCC_DIR</tt>.</p>
827     <p>You must also tell the configure machinery that the test suite
828       is available so it can be configured for your build tree:</p>
829 <div class="doc_code">
830 <pre>
831 % cd $LLVM_OBJ_ROOT ; $LLVM_SRC_ROOT/configure [--with-llvmgccdir=$LLVM_GCC_DIR]
832 </pre>
833 </div>
834     <p>[Remember that <tt>$LLVM_GCC_DIR</tt> is the directory where you
835     <em>installed</em> llvm-gcc, not its src or obj directory.]</p>
836   </li>
837
838   <li><p>You can now run the test suite from your build tree as follows:</p>
839 <div class="doc_code">
840 <pre>
841 % cd $LLVM_OBJ_ROOT/projects/test-suite
842 % make
843 </pre>
844 </div>
845   </li>
846 </ol>
847 <p>Note that the second and third steps only need to be done once. After you
848 have the suite checked out and configured, you don't need to do it again (unless
849 the test code or configure script changes).</p>
850
851 </div>
852
853 <!-- _______________________________________________________________________ -->
854 <div class="doc_subsection">
855 <a name="testsuiteexternal">Configuring External Tests</a></div>
856 <!-- _______________________________________________________________________ -->
857
858 <div class="doc_text">
859 <p>In order to run the External tests in the <tt>test-suite</tt>
860   module, you must specify <i>--with-externals</i>.  This
861   must be done during the <em>re-configuration</em> step (see above),
862   and the <tt>llvm</tt> re-configuration must recognize the
863   previously-built <tt>llvm-gcc</tt>.  If any of these is missing or
864   neglected, the External tests won't work.</p>
865 <dl>
866 <dt><i>--with-externals</i></dt>
867 <dt><i>--with-externals=&lt;<tt>directory</tt>&gt;</i></dt>
868 </dl>
869   This tells LLVM where to find any external tests.  They are expected to be
870   in specifically named subdirectories of &lt;<tt>directory</tt>&gt;.
871   If <tt>directory</tt> is left unspecified,
872   <tt>configure</tt> uses the default value
873   <tt>/home/vadve/shared/benchmarks/speccpu2000/benchspec</tt>.
874   Subdirectory names known to LLVM include:
875   <dl>
876   <dt>spec95</dt>
877   <dt>speccpu2000</dt>
878   <dt>speccpu2006</dt>
879   <dt>povray31</dt>
880   </dl>
881   Others are added from time to time, and can be determined from 
882   <tt>configure</tt>.
883 </div>
884
885 <!-- _______________________________________________________________________ -->
886 <div class="doc_subsection">
887 <a name="testsuitetests">Running different tests</a></div>
888 <!-- _______________________________________________________________________ -->
889 <div class="doc_text">
890 <p>In addition to the regular "whole program" tests, the <tt>test-suite</tt>
891 module also provides a mechanism for compiling the programs in different ways.
892 If the variable TEST is defined on the <tt>gmake</tt> command line, the test system will
893 include a Makefile named <tt>TEST.&lt;value of TEST variable&gt;.Makefile</tt>.
894 This Makefile can modify build rules to yield different results.</p>
895
896 <p>For example, the LLVM nightly tester uses <tt>TEST.nightly.Makefile</tt> to
897 create the nightly test reports.  To run the nightly tests, run <tt>gmake
898 TEST=nightly</tt>.</p>
899
900 <p>There are several TEST Makefiles available in the tree.  Some of them are
901 designed for internal LLVM research and will not work outside of the LLVM
902 research group.  They may still be valuable, however, as a guide to writing your
903 own TEST Makefile for any optimization or analysis passes that you develop with
904 LLVM.</p>
905
906 </div>
907
908 <!-- _______________________________________________________________________ -->
909 <div class="doc_subsection">
910 <a name="testsuiteoutput">Generating test output</a></div>
911 <!-- _______________________________________________________________________ -->
912 <div class="doc_text">
913   <p>There are a number of ways to run the tests and generate output. The most
914   simple one is simply running <tt>gmake</tt> with no arguments. This will
915   compile and run all programs in the tree using a number of different methods
916   and compare results. Any failures are reported in the output, but are likely
917   drowned in the other output. Passes are not reported explicitely.</p>
918
919   <p>Somewhat better is running <tt>gmake TEST=sometest test</tt>, which runs
920   the specified test and usually adds per-program summaries to the output
921   (depending on which sometest you use). For example, the <tt>nightly</tt> test
922   explicitely outputs TEST-PASS or TEST-FAIL for every test after each program.
923   Though these lines are still drowned in the output, it's easy to grep the
924   output logs in the Output directories.</p>
925
926   <p>Even better are the <tt>report</tt> and <tt>report.format</tt> targets
927   (where <tt>format</tt> is one of <tt>html</tt>, <tt>csv</tt>, <tt>text</tt> or
928   <tt>graphs</tt>). The exact contents of the report are dependent on which
929   <tt>TEST</tt> you are running, but the text results are always shown at the
930   end of the run and the results are always stored in the
931   <tt>report.&lt;type&gt;.format</tt> file (when running with
932   <tt>TEST=&lt;type&gt;</tt>).
933
934   The <tt>report</tt> also generate a file called
935   <tt>report.&lt;type&gt;.raw.out</tt> containing the output of the entire test
936   run.
937 </div>
938
939 <!-- _______________________________________________________________________ -->
940 <div class="doc_subsection">
941 <a name="testsuitecustom">Writing custom tests for the test suite</a></div>
942 <!-- _______________________________________________________________________ -->
943
944 <div class="doc_text">
945
946 <p>Assuming you can run the test suite, (e.g. "<tt>gmake TEST=nightly report</tt>"
947 should work), it is really easy to run optimizations or code generator
948 components against every program in the tree, collecting statistics or running
949 custom checks for correctness.  At base, this is how the nightly tester works,
950 it's just one example of a general framework.</p>
951
952 <p>Lets say that you have an LLVM optimization pass, and you want to see how
953 many times it triggers.  First thing you should do is add an LLVM
954 <a href="ProgrammersManual.html#Statistic">statistic</a> to your pass, which
955 will tally counts of things you care about.</p>
956
957 <p>Following this, you can set up a test and a report that collects these and
958 formats them for easy viewing.  This consists of two files, an
959 "<tt>test-suite/TEST.XXX.Makefile</tt>" fragment (where XXX is the name of your
960 test) and an "<tt>llvm-test/TEST.XXX.report</tt>" file that indicates how to
961 format the output into a table.  There are many example reports of various
962 levels of sophistication included with the test suite, and the framework is very
963 general.</p>
964
965 <p>If you are interested in testing an optimization pass, check out the
966 "libcalls" test as an example.  It can be run like this:<p>
967
968 <div class="doc_code">
969 <pre>
970 % cd llvm/projects/test-suite/MultiSource/Benchmarks  # or some other level
971 % make TEST=libcalls report
972 </pre>
973 </div>
974
975 <p>This will do a bunch of stuff, then eventually print a table like this:</p>
976
977 <div class="doc_code">
978 <pre>
979 Name                                  | total | #exit |
980 ...
981 FreeBench/analyzer/analyzer           | 51    | 6     | 
982 FreeBench/fourinarow/fourinarow       | 1     | 1     | 
983 FreeBench/neural/neural               | 19    | 9     | 
984 FreeBench/pifft/pifft                 | 5     | 3     | 
985 MallocBench/cfrac/cfrac               | 1     | *     | 
986 MallocBench/espresso/espresso         | 52    | 12    | 
987 MallocBench/gs/gs                     | 4     | *     | 
988 Prolangs-C/TimberWolfMC/timberwolfmc  | 302   | *     | 
989 Prolangs-C/agrep/agrep                | 33    | 12    | 
990 Prolangs-C/allroots/allroots          | *     | *     | 
991 Prolangs-C/assembler/assembler        | 47    | *     | 
992 Prolangs-C/bison/mybison              | 74    | *     | 
993 ...
994 </pre>
995 </div>
996
997 <p>This basically is grepping the -stats output and displaying it in a table.
998 You can also use the "TEST=libcalls report.html" target to get the table in HTML
999 form, similarly for report.csv and report.tex.</p>
1000
1001 <p>The source for this is in test-suite/TEST.libcalls.*.  The format is pretty
1002 simple: the Makefile indicates how to run the test (in this case, 
1003 "<tt>opt -simplify-libcalls -stats</tt>"), and the report contains one line for
1004 each column of the output.  The first value is the header for the column and the
1005 second is the regex to grep the output of the command for.  There are lots of
1006 example reports that can do fancy stuff.</p>
1007
1008 </div>
1009
1010
1011 <!--=========================================================================-->
1012 <div class="doc_section"><a name="nightly">Running the nightly tester</a></div>
1013 <!--=========================================================================-->
1014
1015 <div class="doc_text">
1016
1017 <p>
1018 The <a href="http://llvm.org/nightlytest/">LLVM Nightly Testers</a>
1019 automatically check out an LLVM tree, build it, run the "nightly" 
1020 program test (described above), run all of the DejaGNU tests, 
1021 delete the checked out tree, and then submit the results to 
1022 <a href="http://llvm.org/nightlytest/">http://llvm.org/nightlytest/</a>. 
1023 After test results are submitted to 
1024 <a href="http://llvm.org/nightlytest/">http://llvm.org/nightlytest/</a>,
1025 they are processed and displayed on the tests page. An email to 
1026 <a href="http://lists.cs.uiuc.edu/pipermail/llvm-testresults/">
1027 llvm-testresults@cs.uiuc.edu</a> summarizing the results is also generated. 
1028 This testing scheme is designed to ensure that programs don't break as well 
1029 as keep track of LLVM's progress over time.</p>
1030
1031 <p>If you'd like to set up an instance of the nightly tester to run on your 
1032 machine, take a look at the comments at the top of the 
1033 <tt>utils/NewNightlyTest.pl</tt> file. If you decide to set up a nightly tester 
1034 please choose a unique nickname and invoke <tt>utils/NewNightlyTest.pl</tt> 
1035 with the "-nickname [yournickname]" command line option. 
1036
1037 <p>You can create a shell script to encapsulate the running of the script.
1038 The optimized x86 Linux nightly test is run from just such a script:</p>
1039
1040 <div class="doc_code">
1041 <pre>
1042 #!/bin/bash
1043 BASE=/proj/work/llvm/nightlytest
1044 export BUILDDIR=$BASE/build 
1045 export WEBDIR=$BASE/testresults 
1046 export LLVMGCCDIR=/proj/work/llvm/cfrontend/install
1047 export PATH=/proj/install/bin:$LLVMGCCDIR/bin:$PATH
1048 export LD_LIBRARY_PATH=/proj/install/lib
1049 cd $BASE
1050 cp /proj/work/llvm/llvm/utils/NewNightlyTest.pl .
1051 nice ./NewNightlyTest.pl -nice -release -verbose -parallel -enable-linscan \
1052    -nickname NightlyTester -noexternals &gt; output.log 2&gt;&amp;1 
1053 </pre>
1054 </div>
1055
1056 <p>It is also possible to specify the the location your nightly test results
1057 are submitted. You can do this by passing the command line option
1058 "-submit-server [server_address]" and "-submit-script [script_on_server]" to
1059 <tt>utils/NewNightlyTest.pl</tt>. For example, to submit to the llvm.org 
1060 nightly test results page, you would invoke the nightly test script with 
1061 "-submit-server llvm.org -submit-script /nightlytest/NightlyTestAccept.cgi". 
1062 If these options are not specified, the nightly test script sends the results 
1063 to the llvm.org nightly test results page.</p>
1064
1065 <p>Take a look at the <tt>NewNightlyTest.pl</tt> file to see what all of the
1066 flags and strings do.  If you start running the nightly tests, please let us
1067 know. Thanks!</p>
1068
1069 </div>
1070
1071 <!-- *********************************************************************** -->
1072
1073 <hr>
1074 <address>
1075   <a href="http://jigsaw.w3.org/css-validator/check/referer"><img
1076   src="http://jigsaw.w3.org/css-validator/images/vcss-blue" alt="Valid CSS"></a>
1077   <a href="http://validator.w3.org/check/referer"><img
1078   src="http://www.w3.org/Icons/valid-html401-blue" alt="Valid HTML 4.01"></a>
1079
1080   John T. Criswell, Reid Spencer, and Tanya Lattner<br>
1081   <a href="http://llvm.org">The LLVM Compiler Infrastructure</a><br>
1082   Last modified: $Date$
1083 </address>
1084 </body>
1085 </html>