tools/llvm-stress/llvm-stress.cpp

   1 //===-- llvm-stress.cpp - Generate random LL files to stress-test LLVM ----===//
   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 program is a utility that generates random .ll files to stress-test
  11 // different components in LLVM.
  12 //
  13 //===----------------------------------------------------------------------===//
  14
  15 #include "llvm/Analysis/CallGraphSCCPass.h"
  16 #include "llvm/IR/Constants.h"
  17 #include "llvm/IR/IRPrintingPasses.h"
  18 #include "llvm/IR/Instruction.h"
  19 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
  20 #include "llvm/IR/LegacyPassNameParser.h"
  21 #include "llvm/IR/Module.h"
  22 #include "llvm/IR/Verifier.h"
  23 #include "llvm/IR/LegacyPassManager.h"
  24 #include "llvm/Support/Debug.h"
  25 #include "llvm/Support/FileSystem.h"
  26 #include "llvm/Support/ManagedStatic.h"
  27 #include "llvm/Support/PluginLoader.h"
  28 #include "llvm/Support/PrettyStackTrace.h"
  29 #include "llvm/Support/ToolOutputFile.h"
  30 #include <algorithm>
  31 #include <set>
  32 #include <sstream>
  33 #include <vector>
  34 using namespace llvm;
  35
  36 static cl::opt<unsigned> SeedCL("seed",
  37   cl::desc("Seed used for randomness"), cl::init(0));
  38 static cl::opt<unsigned> SizeCL("size",
  39   cl::desc("The estimated size of the generated function (# of instrs)"),
  40   cl::init(100));
  41 static cl::opt<std::string>
  42 OutputFilename("o", cl::desc("Override output filename"),
  43                cl::value_desc("filename"));
  44
  45 static cl::opt<bool> GenHalfFloat("generate-half-float",
  46   cl::desc("Generate half-length floating-point values"), cl::init(false));
  47 static cl::opt<bool> GenX86FP80("generate-x86-fp80",
  48   cl::desc("Generate 80-bit X86 floating-point values"), cl::init(false));
  49 static cl::opt<bool> GenFP128("generate-fp128",
  50   cl::desc("Generate 128-bit floating-point values"), cl::init(false));
  51 static cl::opt<bool> GenPPCFP128("generate-ppc-fp128",
  52   cl::desc("Generate 128-bit PPC floating-point values"), cl::init(false));
  53 static cl::opt<bool> GenX86MMX("generate-x86-mmx",
  54   cl::desc("Generate X86 MMX floating-point values"), cl::init(false));
  55
  56 namespace {
  57 /// A utility class to provide a pseudo-random number generator which is
  58 /// the same across all platforms. This is somewhat close to the libc
  59 /// implementation. Note: This is not a cryptographically secure pseudorandom
  60 /// number generator.
  61 class Random {
  62 public:
  63   /// C'tor
  64   Random(unsigned _seed):Seed(_seed) {}
  65
  66   /// Return a random integer, up to a
  67   /// maximum of 2**19 - 1.
  68   uint32_t Rand() {
  69     uint32_t Val = Seed + 0x000b07a1;
  70     Seed = (Val * 0x3c7c0ac1);
  71     // Only lowest 19 bits are random-ish.
  72     return Seed & 0x7ffff;
  73   }
  74
  75   /// Return a random 32 bit integer.
  76   uint32_t Rand32() {
  77     uint32_t Val = Rand();
  78     Val &= 0xffff;
  79     return Val | (Rand() << 16);
  80   }
  81
  82   /// Return a random 64 bit integer.
  83   uint64_t Rand64() {
  84     uint64_t Val = Rand32();
  85     return Val | (uint64_t(Rand32()) << 32);
  86   }
  87
  88   /// Rand operator for STL algorithms.
  89   ptrdiff_t operator()(ptrdiff_t y) {
  90     return  Rand64() % y;
  91   }
  92
  93 private:
  94   unsigned Seed;
  95 };
  96
  97 /// Generate an empty function with a default argument list.
  98 Function *GenEmptyFunction(Module *M) {
  99   // Define a few arguments
 100   LLVMContext &Context = M->getContext();
 101   Type* ArgsTy[] = {
 102     Type::getInt8PtrTy(Context),
 103     Type::getInt32PtrTy(Context),
 104     Type::getInt64PtrTy(Context),
 105     Type::getInt32Ty(Context),
 106     Type::getInt64Ty(Context),
 107     Type::getInt8Ty(Context)
 108   };
 109
 110   auto *FuncTy = FunctionType::get(Type::getVoidTy(Context), ArgsTy, false);
 111   // Pick a unique name to describe the input parameters
 112   Twine Name = "autogen_SD" + Twine{SeedCL};
 113   auto *Func = Function::Create(FuncTy, GlobalValue::ExternalLinkage, Name, M);
 114   Func->setCallingConv(CallingConv::C);
 115   return Func;
 116 }
 117
 118 /// A base class, implementing utilities needed for
 119 /// modifying and adding new random instructions.
 120 struct Modifier {
 121   /// Used to store the randomly generated values.
 122   typedef std::vector<Value*> PieceTable;
 123
 124 public:
 125   /// C'tor
 126   Modifier(BasicBlock *Block, PieceTable *PT, Random *R):
 127     BB(Block),PT(PT),Ran(R),Context(BB->getContext()) {}
 128
 129   /// virtual D'tor to silence warnings.
 130   virtual ~Modifier() {}
 131
 132   /// Add a new instruction.
 133   virtual void Act() = 0;
 134   /// Add N new instructions,
 135   virtual void ActN(unsigned n) {
 136     for (unsigned i=0; i<n; ++i)
 137       Act();
 138   }
 139
 140 protected:
 141   /// Return a random value from the list of known values.
 142   Value *getRandomVal() {
 143     assert(PT->size());
 144     return PT->at(Ran->Rand() % PT->size());
 145   }
 146
 147   Constant *getRandomConstant(Type *Tp) {
 148     if (Tp->isIntegerTy()) {
 149       if (Ran->Rand() & 1)
 150         return ConstantInt::getAllOnesValue(Tp);
 151       return ConstantInt::getNullValue(Tp);
 152     } else if (Tp->isFloatingPointTy()) {
 153       if (Ran->Rand() & 1)
 154         return ConstantFP::getAllOnesValue(Tp);
 155       return ConstantFP::getNullValue(Tp);
 156     }
 157     return UndefValue::get(Tp);
 158   }
 159
 160   /// Return a random value with a known type.
 161   Value *getRandomValue(Type *Tp) {
 162     unsigned index = Ran->Rand();
 163     for (unsigned i=0; i<PT->size(); ++i) {
 164       Value *V = PT->at((index + i) % PT->size());
 165       if (V->getType() == Tp)
 166         return V;
 167     }
 168
 169     // If the requested type was not found, generate a constant value.
 170     if (Tp->isIntegerTy()) {
 171       if (Ran->Rand() & 1)
 172         return ConstantInt::getAllOnesValue(Tp);
 173       return ConstantInt::getNullValue(Tp);
 174     } else if (Tp->isFloatingPointTy()) {
 175       if (Ran->Rand() & 1)
 176         return ConstantFP::getAllOnesValue(Tp);
 177       return ConstantFP::getNullValue(Tp);
 178     } else if (Tp->isVectorTy()) {
 179       VectorType *VTp = cast<VectorType>(Tp);
 180
 181       std::vector<Constant*> TempValues;
 182       TempValues.reserve(VTp->getNumElements());
 183       for (unsigned i = 0; i < VTp->getNumElements(); ++i)
 184         TempValues.push_back(getRandomConstant(VTp->getScalarType()));
 185
 186       ArrayRef<Constant*> VectorValue(TempValues);
 187       return ConstantVector::get(VectorValue);
 188     }
 189
 190     return UndefValue::get(Tp);
 191   }
 192
 193   /// Return a random value of any pointer type.
 194   Value *getRandomPointerValue() {
 195     unsigned index = Ran->Rand();
 196     for (unsigned i=0; i<PT->size(); ++i) {
 197       Value *V = PT->at((index + i) % PT->size());
 198       if (V->getType()->isPointerTy())
 199         return V;
 200     }
 201     return UndefValue::get(pickPointerType());
 202   }
 203
 204   /// Return a random value of any vector type.
 205   Value *getRandomVectorValue() {
 206     unsigned index = Ran->Rand();
 207     for (unsigned i=0; i<PT->size(); ++i) {
 208       Value *V = PT->at((index + i) % PT->size());
 209       if (V->getType()->isVectorTy())
 210         return V;
 211     }
 212     return UndefValue::get(pickVectorType());
 213   }
 214
 215   /// Pick a random type.
 216   Type *pickType() {
 217     return (Ran->Rand() & 1 ? pickVectorType() : pickScalarType());
 218   }
 219
 220   /// Pick a random pointer type.
 221   Type *pickPointerType() {
 222     Type *Ty = pickType();
 223     return PointerType::get(Ty, 0);
 224   }
 225
 226   /// Pick a random vector type.
 227   Type *pickVectorType(unsigned len = (unsigned)-1) {
 228     // Pick a random vector width in the range 2**0 to 2**4.
 229     // by adding two randoms we are generating a normal-like distribution
 230     // around 2**3.
 231     unsigned width = 1<<((Ran->Rand() % 3) + (Ran->Rand() % 3));
 232     Type *Ty;
 233
 234     // Vectors of x86mmx are illegal; keep trying till we get something else.
 235     do {
 236       Ty = pickScalarType();
 237     } while (Ty->isX86_MMXTy());
 238
 239     if (len != (unsigned)-1)
 240       width = len;
 241     return VectorType::get(Ty, width);
 242   }
 243
 244   /// Pick a random scalar type.
 245   Type *pickScalarType() {
 246     Type *t = nullptr;
 247     do {
 248       switch (Ran->Rand() % 30) {
 249       case 0: t = Type::getInt1Ty(Context); break;
 250       case 1: t = Type::getInt8Ty(Context); break;
 251       case 2: t = Type::getInt16Ty(Context); break;
 252       case 3: case 4:
 253       case 5: t = Type::getFloatTy(Context); break;
 254       case 6: case 7:
 255       case 8: t = Type::getDoubleTy(Context); break;
 256       case 9: case 10:
 257       case 11: t = Type::getInt32Ty(Context); break;
 258       case 12: case 13:
 259       case 14: t = Type::getInt64Ty(Context); break;
 260       case 15: case 16:
 261       case 17: if (GenHalfFloat) t = Type::getHalfTy(Context); break;
 262       case 18: case 19:
 263       case 20: if (GenX86FP80) t = Type::getX86_FP80Ty(Context); break;
 264       case 21: case 22:
 265       case 23: if (GenFP128) t = Type::getFP128Ty(Context); break;
 266       case 24: case 25:
 267       case 26: if (GenPPCFP128) t = Type::getPPC_FP128Ty(Context); break;
 268       case 27: case 28:
 269       case 29: if (GenX86MMX) t = Type::getX86_MMXTy(Context); break;
 270       default: llvm_unreachable("Invalid scalar value");
 271       }
 272     } while (t == nullptr);
 273
 274     return t;
 275   }
 276
 277   /// Basic block to populate
 278   BasicBlock *BB;
 279   /// Value table
 280   PieceTable *PT;
 281   /// Random number generator
 282   Random *Ran;
 283   /// Context
 284   LLVMContext &Context;
 285 };
 286
 287 struct LoadModifier: public Modifier {
 288   LoadModifier(BasicBlock *BB, PieceTable *PT, Random *R):Modifier(BB, PT, R) {}
 289   void Act() override {
 290     // Try to use predefined pointers. If non-exist, use undef pointer value;
 291     Value *Ptr = getRandomPointerValue();
 292     Value *V = new LoadInst(Ptr, "L", BB->getTerminator());
 293     PT->push_back(V);
 294   }
 295 };
 296
 297 struct StoreModifier: public Modifier {
 298   StoreModifier(BasicBlock *BB, PieceTable *PT, Random *R):Modifier(BB, PT, R) {}
 299   void Act() override {
 300     // Try to use predefined pointers. If non-exist, use undef pointer value;
 301     Value *Ptr = getRandomPointerValue();
 302     Type  *Tp = Ptr->getType();
 303     Value *Val = getRandomValue(Tp->getContainedType(0));
 304     Type  *ValTy = Val->getType();
 305
 306     // Do not store vectors of i1s because they are unsupported
 307     // by the codegen.
 308     if (ValTy->isVectorTy() && ValTy->getScalarSizeInBits() == 1)
 309       return;
 310
 311     new StoreInst(Val, Ptr, BB->getTerminator());
 312   }
 313 };
 314
 315 struct BinModifier: public Modifier {
 316   BinModifier(BasicBlock *BB, PieceTable *PT, Random *R):Modifier(BB, PT, R) {}
 317
 318   void Act() override {
 319     Value *Val0 = getRandomVal();
 320     Value *Val1 = getRandomValue(Val0->getType());
 321
 322     // Don't handle pointer types.
 323     if (Val0->getType()->isPointerTy() ||
 324         Val1->getType()->isPointerTy())
 325       return;
 326
 327     // Don't handle i1 types.
 328     if (Val0->getType()->getScalarSizeInBits() == 1)
 329       return;
 330
 331
 332     bool isFloat = Val0->getType()->getScalarType()->isFloatingPointTy();
 333     Instruction* Term = BB->getTerminator();
 334     unsigned R = Ran->Rand() % (isFloat ? 7 : 13);
 335     Instruction::BinaryOps Op;
 336
 337     switch (R) {
 338     default: llvm_unreachable("Invalid BinOp");
 339     case 0:{Op = (isFloat?Instruction::FAdd : Instruction::Add); break; }
 340     case 1:{Op = (isFloat?Instruction::FSub : Instruction::Sub); break; }
 341     case 2:{Op = (isFloat?Instruction::FMul : Instruction::Mul); break; }
 342     case 3:{Op = (isFloat?Instruction::FDiv : Instruction::SDiv); break; }
 343     case 4:{Op = (isFloat?Instruction::FDiv : Instruction::UDiv); break; }
 344     case 5:{Op = (isFloat?Instruction::FRem : Instruction::SRem); break; }
 345     case 6:{Op = (isFloat?Instruction::FRem : Instruction::URem); break; }
 346     case 7: {Op = Instruction::Shl;  break; }
 347     case 8: {Op = Instruction::LShr; break; }
 348     case 9: {Op = Instruction::AShr; break; }
 349     case 10:{Op = Instruction::And;  break; }
 350     case 11:{Op = Instruction::Or;   break; }
 351     case 12:{Op = Instruction::Xor;  break; }
 352     }
 353
 354     PT->push_back(BinaryOperator::Create(Op, Val0, Val1, "B", Term));
 355   }
 356 };
 357
 358 /// Generate constant values.
 359 struct ConstModifier: public Modifier {
 360   ConstModifier(BasicBlock *BB, PieceTable *PT, Random *R):Modifier(BB, PT, R) {}
 361   void Act() override {
 362     Type *Ty = pickType();
 363
 364     if (Ty->isVectorTy()) {
 365       switch (Ran->Rand() % 2) {
 366       case 0: if (Ty->getScalarType()->isIntegerTy())
 367                 return PT->push_back(ConstantVector::getAllOnesValue(Ty));
 368       case 1: if (Ty->getScalarType()->isIntegerTy())
 369                 return PT->push_back(ConstantVector::getNullValue(Ty));
 370       }
 371     }
 372
 373     if (Ty->isFloatingPointTy()) {
 374       // Generate 128 random bits, the size of the (currently)
 375       // largest floating-point types.
 376       uint64_t RandomBits[2];
 377       for (unsigned i = 0; i < 2; ++i)
 378         RandomBits[i] = Ran->Rand64();
 379
 380       APInt RandomInt(Ty->getPrimitiveSizeInBits(), makeArrayRef(RandomBits));
 381       APFloat RandomFloat(Ty->getFltSemantics(), RandomInt);
 382
 383       if (Ran->Rand() & 1)
 384         return PT->push_back(ConstantFP::getNullValue(Ty));
 385       return PT->push_back(ConstantFP::get(Ty->getContext(), RandomFloat));
 386     }
 387
 388     if (Ty->isIntegerTy()) {
 389       switch (Ran->Rand() % 7) {
 390       case 0: if (Ty->isIntegerTy())
 391                 return PT->push_back(ConstantInt::get(Ty,
 392                   APInt::getAllOnesValue(Ty->getPrimitiveSizeInBits())));
 393       case 1: if (Ty->isIntegerTy())
 394                 return PT->push_back(ConstantInt::get(Ty,
 395                   APInt::getNullValue(Ty->getPrimitiveSizeInBits())));
 396       case 2: case 3: case 4: case 5:
 397       case 6: if (Ty->isIntegerTy())
 398                 PT->push_back(ConstantInt::get(Ty, Ran->Rand()));
 399       }
 400     }
 401
 402   }
 403 };
 404
 405 struct AllocaModifier: public Modifier {
 406   AllocaModifier(BasicBlock *BB, PieceTable *PT, Random *R):Modifier(BB, PT, R){}
 407
 408   void Act() override {
 409     Type *Tp = pickType();
 410     PT->push_back(new AllocaInst(Tp, "A", BB->getFirstNonPHI()));
 411   }
 412 };
 413
 414 struct ExtractElementModifier: public Modifier {
 415   ExtractElementModifier(BasicBlock *BB, PieceTable *PT, Random *R):
 416     Modifier(BB, PT, R) {}
 417
 418   void Act() override {
 419     Value *Val0 = getRandomVectorValue();
 420     Value *V = ExtractElementInst::Create(Val0,
 421              ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(BB->getContext()),
 422              Ran->Rand() % cast<VectorType>(Val0->getType())->getNumElements()),
 423              "E", BB->getTerminator());
 424     return PT->push_back(V);
 425   }
 426 };
 427
 428 struct ShuffModifier: public Modifier {
 429   ShuffModifier(BasicBlock *BB, PieceTable *PT, Random *R):Modifier(BB, PT, R) {}
 430   void Act() override {
 431
 432     Value *Val0 = getRandomVectorValue();
 433     Value *Val1 = getRandomValue(Val0->getType());
 434
 435     unsigned Width = cast<VectorType>(Val0->getType())->getNumElements();
 436     std::vector<Constant*> Idxs;
 437
 438     Type *I32 = Type::getInt32Ty(BB->getContext());
 439     for (unsigned i=0; i<Width; ++i) {
 440       Constant *CI = ConstantInt::get(I32, Ran->Rand() % (Width*2));
 441       // Pick some undef values.
 442       if (!(Ran->Rand() % 5))
 443         CI = UndefValue::get(I32);
 444       Idxs.push_back(CI);
 445     }
 446
 447     Constant *Mask = ConstantVector::get(Idxs);
 448
 449     Value *V = new ShuffleVectorInst(Val0, Val1, Mask, "Shuff",
 450                                      BB->getTerminator());
 451     PT->push_back(V);
 452   }
 453 };
 454
 455 struct InsertElementModifier: public Modifier {
 456   InsertElementModifier(BasicBlock *BB, PieceTable *PT, Random *R):
 457     Modifier(BB, PT, R) {}
 458
 459   void Act() override {
 460     Value *Val0 = getRandomVectorValue();
 461     Value *Val1 = getRandomValue(Val0->getType()->getScalarType());
 462
 463     Value *V = InsertElementInst::Create(Val0, Val1,
 464               ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(BB->getContext()),
 465               Ran->Rand() % cast<VectorType>(Val0->getType())->getNumElements()),
 466               "I",  BB->getTerminator());
 467     return PT->push_back(V);
 468   }
 469
 470 };
 471
 472 struct CastModifier: public Modifier {
 473   CastModifier(BasicBlock *BB, PieceTable *PT, Random *R):Modifier(BB, PT, R) {}
 474   void Act() override {
 475
 476     Value *V = getRandomVal();
 477     Type *VTy = V->getType();
 478     Type *DestTy = pickScalarType();
 479
 480     // Handle vector casts vectors.
 481     if (VTy->isVectorTy()) {
 482       VectorType *VecTy = cast<VectorType>(VTy);
 483       DestTy = pickVectorType(VecTy->getNumElements());
 484     }
 485
 486     // no need to cast.
 487     if (VTy == DestTy) return;
 488
 489     // Pointers:
 490     if (VTy->isPointerTy()) {
 491       if (!DestTy->isPointerTy())
 492         DestTy = PointerType::get(DestTy, 0);
 493       return PT->push_back(
 494         new BitCastInst(V, DestTy, "PC", BB->getTerminator()));
 495     }
 496
 497     unsigned VSize = VTy->getScalarType()->getPrimitiveSizeInBits();
 498     unsigned DestSize = DestTy->getScalarType()->getPrimitiveSizeInBits();
 499
 500     // Generate lots of bitcasts.
 501     if ((Ran->Rand() & 1) && VSize == DestSize) {
 502       return PT->push_back(
 503         new BitCastInst(V, DestTy, "BC", BB->getTerminator()));
 504     }
 505
 506     // Both types are integers:
 507     if (VTy->getScalarType()->isIntegerTy() &&
 508         DestTy->getScalarType()->isIntegerTy()) {
 509       if (VSize > DestSize) {
 510         return PT->push_back(
 511           new TruncInst(V, DestTy, "Tr", BB->getTerminator()));
 512       } else {
 513         assert(VSize < DestSize && "Different int types with the same size?");
 514         if (Ran->Rand() & 1)
 515           return PT->push_back(
 516             new ZExtInst(V, DestTy, "ZE", BB->getTerminator()));
 517         return PT->push_back(new SExtInst(V, DestTy, "Se", BB->getTerminator()));
 518       }
 519     }
 520
 521     // Fp to int.
 522     if (VTy->getScalarType()->isFloatingPointTy() &&
 523         DestTy->getScalarType()->isIntegerTy()) {
 524       if (Ran->Rand() & 1)
 525         return PT->push_back(
 526           new FPToSIInst(V, DestTy, "FC", BB->getTerminator()));
 527       return PT->push_back(new FPToUIInst(V, DestTy, "FC", BB->getTerminator()));
 528     }
 529
 530     // Int to fp.
 531     if (VTy->getScalarType()->isIntegerTy() &&
 532         DestTy->getScalarType()->isFloatingPointTy()) {
 533       if (Ran->Rand() & 1)
 534         return PT->push_back(
 535           new SIToFPInst(V, DestTy, "FC", BB->getTerminator()));
 536       return PT->push_back(new UIToFPInst(V, DestTy, "FC", BB->getTerminator()));
 537
 538     }
 539
 540     // Both floats.
 541     if (VTy->getScalarType()->isFloatingPointTy() &&
 542         DestTy->getScalarType()->isFloatingPointTy()) {
 543       if (VSize > DestSize) {
 544         return PT->push_back(
 545           new FPTruncInst(V, DestTy, "Tr", BB->getTerminator()));
 546       } else if (VSize < DestSize) {
 547         return PT->push_back(
 548           new FPExtInst(V, DestTy, "ZE", BB->getTerminator()));
 549       }
 550       // If VSize == DestSize, then the two types must be fp128 and ppc_fp128,
 551       // for which there is no defined conversion. So do nothing.
 552     }
 553   }
 554
 555 };
 556
 557 struct SelectModifier: public Modifier {
 558   SelectModifier(BasicBlock *BB, PieceTable *PT, Random *R):
 559     Modifier(BB, PT, R) {}
 560
 561   void Act() override {
 562     // Try a bunch of different select configuration until a valid one is found.
 563       Value *Val0 = getRandomVal();
 564       Value *Val1 = getRandomValue(Val0->getType());
 565
 566       Type *CondTy = Type::getInt1Ty(Context);
 567
 568       // If the value type is a vector, and we allow vector select, then in 50%
 569       // of the cases generate a vector select.
 570       if (Val0->getType()->isVectorTy() && (Ran->Rand() % 1)) {
 571         unsigned NumElem = cast<VectorType>(Val0->getType())->getNumElements();
 572         CondTy = VectorType::get(CondTy, NumElem);
 573       }
 574
 575       Value *Cond = getRandomValue(CondTy);
 576       Value *V = SelectInst::Create(Cond, Val0, Val1, "Sl", BB->getTerminator());
 577       return PT->push_back(V);
 578   }
 579 };
 580
 581
 582 struct CmpModifier: public Modifier {
 583   CmpModifier(BasicBlock *BB, PieceTable *PT, Random *R):Modifier(BB, PT, R) {}
 584   void Act() override {
 585
 586     Value *Val0 = getRandomVal();
 587     Value *Val1 = getRandomValue(Val0->getType());
 588
 589     if (Val0->getType()->isPointerTy()) return;
 590     bool fp = Val0->getType()->getScalarType()->isFloatingPointTy();
 591
 592     int op;
 593     if (fp) {
 594       op = Ran->Rand() %
 595       (CmpInst::LAST_FCMP_PREDICATE - CmpInst::FIRST_FCMP_PREDICATE) +
 596        CmpInst::FIRST_FCMP_PREDICATE;
 597     } else {
 598       op = Ran->Rand() %
 599       (CmpInst::LAST_ICMP_PREDICATE - CmpInst::FIRST_ICMP_PREDICATE) +
 600        CmpInst::FIRST_ICMP_PREDICATE;
 601     }
 602
 603     Value *V = CmpInst::Create(fp ? Instruction::FCmp : Instruction::ICmp,
 604                                op, Val0, Val1, "Cmp", BB->getTerminator());
 605     return PT->push_back(V);
 606   }
 607 };
 608
 609 } // end anonymous namespace
 610
 611 static void FillFunction(Function *F, Random &R) {
 612   // Create a legal entry block.
 613   BasicBlock *BB = BasicBlock::Create(F->getContext(), "BB", F);
 614   ReturnInst::Create(F->getContext(), BB);
 615
 616   // Create the value table.
 617   Modifier::PieceTable PT;
 618
 619   // Consider arguments as legal values.
 620   for (auto &arg : F->args())
 621     PT.push_back(&arg);
 622
 623   // List of modifiers which add new random instructions.
 624   std::vector<std::unique_ptr<Modifier>> Modifiers;
 625   Modifiers.emplace_back(new LoadModifier(BB, &PT, &R));
 626   Modifiers.emplace_back(new StoreModifier(BB, &PT, &R));
 627   auto SM = Modifiers.back().get();
 628   Modifiers.emplace_back(new ExtractElementModifier(BB, &PT, &R));
 629   Modifiers.emplace_back(new ShuffModifier(BB, &PT, &R));
 630   Modifiers.emplace_back(new InsertElementModifier(BB, &PT, &R));
 631   Modifiers.emplace_back(new BinModifier(BB, &PT, &R));
 632   Modifiers.emplace_back(new CastModifier(BB, &PT, &R));
 633   Modifiers.emplace_back(new SelectModifier(BB, &PT, &R));
 634   Modifiers.emplace_back(new CmpModifier(BB, &PT, &R));
 635
 636   // Generate the random instructions
 637   AllocaModifier{BB, &PT, &R}.ActN(5); // Throw in a few allocas
 638   ConstModifier{BB, &PT, &R}.ActN(40); // Throw in a few constants
 639
 640   for (unsigned i = 0; i < SizeCL / Modifiers.size(); ++i)
 641     for (auto &Mod : Modifiers)
 642       Mod->Act();
 643
 644   SM->ActN(5); // Throw in a few stores.
 645 }
 646
 647 static void IntroduceControlFlow(Function *F, Random &R) {
 648   std::vector<Instruction*> BoolInst;
 649   for (auto &Instr : F->front()) {
 650     if (Instr.getType() == IntegerType::getInt1Ty(F->getContext()))
 651       BoolInst.push_back(&Instr);
 652   }
 653
 654   std::random_shuffle(BoolInst.begin(), BoolInst.end(), R);
 655
 656   for (auto *Instr : BoolInst) {
 657     BasicBlock *Curr = Instr->getParent();
 658     BasicBlock::iterator Loc = Instr;
 659     BasicBlock *Next = Curr->splitBasicBlock(Loc, "CF");
 660     Instr->moveBefore(Curr->getTerminator());
 661     if (Curr != &F->getEntryBlock()) {
 662       BranchInst::Create(Curr, Next, Instr, Curr->getTerminator());
 663       Curr->getTerminator()->eraseFromParent();
 664     }
 665   }
 666 }
 667
 668 int main(int argc, char **argv) {
 669   // Init LLVM, call llvm_shutdown() on exit, parse args, etc.
 670   llvm::PrettyStackTraceProgram X(argc, argv);
 671   cl::ParseCommandLineOptions(argc, argv, "llvm codegen stress-tester\n");
 672   llvm_shutdown_obj Y;
 673
 674   auto M = make_unique<Module>("/tmp/autogen.bc", getGlobalContext());
 675   Function *F = GenEmptyFunction(M.get());
 676
 677   // Pick an initial seed value
 678   Random R(SeedCL);
 679   // Generate lots of random instructions inside a single basic block.
 680   FillFunction(F, R);
 681   // Break the basic block into many loops.
 682   IntroduceControlFlow(F, R);
 683
 684   // Figure out what stream we are supposed to write to...
 685   std::unique_ptr<tool_output_file> Out;
 686   // Default to standard output.
 687   if (OutputFilename.empty())
 688     OutputFilename = "-";
 689
 690   std::error_code EC;
 691   Out.reset(new tool_output_file(OutputFilename, EC, sys::fs::F_None));
 692   if (EC) {
 693     errs() << EC.message() << '\n';
 694     return 1;
 695   }
 696
 697   legacy::PassManager Passes;
 698   Passes.add(createVerifierPass());
 699   Passes.add(createPrintModulePass(Out->os()));
 700   Passes.run(*M.get());
 701   Out->keep();
 702
 703   return 0;
 704 }