Added copyright header to all C++ source files.
[oota-llvm.git] / tools / bugpoint / CodeGeneratorBug.cpp
index 93ee24ea081c6bb5c19622e0f034d02e2f95e7df..60964bcfb3d44c2b184153b7c4d49c3a4f1c493e 100644 (file)
@@ -1,22 +1,41 @@
 //===- CodeGeneratorBug.cpp - Debug code generation bugs ------------------===//
+// 
+//                     The LLVM Compiler Infrastructure
+//
+// This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
+// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
+// 
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// 
 //
 // This file implements program code generation debugging support.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "BugDriver.h"
-#include "SystemUtils.h"
 #include "ListReducer.h"
-#include "llvm/Pass.h"
+#include "llvm/Constants.h"
+#include "llvm/DerivedTypes.h"
+#include "llvm/GlobalValue.h"
+#include "llvm/iMemory.h"
+#include "llvm/iTerminators.h"
+#include "llvm/iOther.h"
 #include "llvm/Module.h"
+#include "llvm/Pass.h"
+#include "llvm/Analysis/Verifier.h"
+#include "llvm/Support/Mangler.h"
+#include "llvm/Transforms/Utils/BasicBlockUtils.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/Cloning.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/Linker.h"
 #include "Support/CommandLine.h"
-#include "Support/Statistic.h"
+#include "Support/Debug.h"
 #include "Support/StringExtras.h"
+#include "Support/FileUtilities.h"
 #include <algorithm>
 #include <set>
 
+extern cl::list<std::string> InputArgv;
+
 class ReduceMisCodegenFunctions : public ListReducer<Function*> {
   BugDriver &BD;
 public:
@@ -31,14 +50,17 @@ public:
     return NoFailure;
   }
   
-  bool TestFuncs(const std::vector<Function*> &CodegenTest);
-
-  void DisambiguateGlobalSymbols(Module *M);
+  bool TestFuncs(const std::vector<Function*> &CodegenTest,
+                 bool KeepFiles = false);
 };
 
 
-bool ReduceMisCodegenFunctions::TestFuncs(const std::vector<Function*> &Funcs)
-{
+bool ReduceMisCodegenFunctions::TestFuncs(const std::vector<Function*> &Funcs,
+                                          bool KeepFiles) {
+  std::cout << "Testing functions: ";
+  BD.PrintFunctionList(Funcs);
+  std::cout << "\t";
+
   // Clone the module for the two halves of the program we want.
   Module *SafeModule = CloneModule(BD.Program);
 
@@ -49,7 +71,6 @@ bool ReduceMisCodegenFunctions::TestFuncs(const std::vector<Function*> &Funcs)
   for (Module::giterator I=SafeModule->gbegin(),E = SafeModule->gend();I!=E;++I)
     I->setLinkage(GlobalValue::ExternalLinkage);
 
-  DisambiguateGlobalSymbols(SafeModule);
   Module *TestModule = CloneModule(SafeModule);
 
   // Make sure global initializers exist only in the safe module (CBE->.so)
@@ -60,21 +81,129 @@ bool ReduceMisCodegenFunctions::TestFuncs(const std::vector<Function*> &Funcs)
   for (unsigned i = 0, e = Funcs.size(); i != e; ++i) {
     Function *TNOF = SafeModule->getFunction(Funcs[i]->getName(),
                                              Funcs[i]->getFunctionType());
+    DEBUG(std::cerr << "Removing function " << Funcs[i]->getName() << "\n");
     assert(TNOF && "Function doesn't exist in module!");
     DeleteFunctionBody(TNOF);       // Function is now external in this module!
   }
 
+  // Remove the Safe functions from the Test module
+  for (Module::iterator I=TestModule->begin(),E=TestModule->end(); I!=E; ++I) {
+    bool funcFound = false;
+    for (std::vector<Function*>::const_iterator F=Funcs.begin(),Fe=Funcs.end();
+         F != Fe; ++F)
+      if (I->getName() == (*F)->getName()) funcFound = true;
+
+    if (!funcFound && !(BD.isExecutingJIT() && I->getName() == "main"))
+      DeleteFunctionBody(I);
+  }
+
+  // This is only applicable if we are debugging the JIT:
+  // Find all external functions in the Safe modules that are actually used
+  // (called or taken address of), and make them call the JIT wrapper instead
+  if (BD.isExecutingJIT()) {
+    // Must delete `main' from Safe module if it has it
+    Function *safeMain = SafeModule->getNamedFunction("main");
+    assert(safeMain && "`main' function not found in safe module!");
+    DeleteFunctionBody(safeMain);
+
+    // Add an external function "getPointerToNamedFunction" that JIT provides
+    // Prototype: void *getPointerToNamedFunction(const char* Name)
+    std::vector<const Type*> Params;
+    Params.push_back(PointerType::get(Type::SByteTy)); // std::string&
+    FunctionType *resolverTy = FunctionType::get(PointerType::get(Type::VoidTy),
+                                                 Params, false /* isVarArg */);
+    Function *resolverFunc = new Function(resolverTy,
+                                          GlobalValue::ExternalLinkage,
+                                          "getPointerToNamedFunction",
+                                          SafeModule);
+
+    // Use the function we just added to get addresses of functions we need
+    // Iterate over the global declarations in the Safe module
+    for (Module::iterator F=SafeModule->begin(),E=SafeModule->end(); F!=E; ++F){
+      if (F->isExternal() && !F->use_empty() && &*F != resolverFunc &&
+          F->getIntrinsicID() == 0 /* ignore intrinsics */ &&
+          // Don't forward functions which are external in the test module too.
+          !TestModule->getNamedFunction(F->getName())->isExternal()) {
+        // If it has a non-zero use list,
+        // 1. Add a string constant with its name to the global file
+        // The correct type is `const [ NUM x sbyte ]' where NUM is length of
+        // function name + 1
+        const std::string &Name = F->getName();
+        GlobalVariable *funcName =
+          new GlobalVariable(ArrayType::get(Type::SByteTy, Name.length()+1),
+                             true /* isConstant */,
+                             GlobalValue::InternalLinkage,
+                             ConstantArray::get(Name),
+                             Name + "_name",
+                             SafeModule);
+
+        // 2. Use `GetElementPtr *funcName, 0, 0' to convert the string to an
+        // sbyte* so it matches the signature of the resolver function.
+        std::vector<Constant*> GEPargs(2, Constant::getNullValue(Type::LongTy));
+
+        // 3. Replace all uses of `func' with calls to resolver by:
+        // (a) Iterating through the list of uses of this function
+        // (b) Insert a cast instruction in front of each use
+        // (c) Replace use of old call with new call
+
+        // GetElementPtr *funcName, ulong 0, ulong 0
+        Value *GEP =
+          ConstantExpr::getGetElementPtr(ConstantPointerRef::get(funcName),
+                                         GEPargs);
+        std::vector<Value*> ResolverArgs;
+        ResolverArgs.push_back(GEP);
+
+        // Insert code at the beginning of the function
+        while (!F->use_empty())
+          if (Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(F->use_back())) {
+            // call resolver(GetElementPtr...)
+            CallInst *resolve = new CallInst(resolverFunc, ResolverArgs, 
+                                             "resolver", Inst);
+            // cast the result from the resolver to correctly-typed function
+            CastInst *castResolver =
+              new CastInst(resolve, PointerType::get(F->getFunctionType()),
+                           "resolverCast", Inst);
+            // actually use the resolved function
+            Inst->replaceUsesOfWith(F, castResolver);
+          } else {
+            // FIXME: need to take care of cases where a function is used that
+            // is not an instruction, e.g. global variable initializer...
+            std::cerr << "Non-instruction is using an external function!\n";
+            abort();
+          }
+      }
+    }
+  }
+
+  if (verifyModule(*SafeModule) || verifyModule(*TestModule)) {
+    std::cerr << "Bugpoint has a bug, an corrupted a module!!\n";
+    abort();
+  }
+
+  DEBUG(std::cerr << "Safe module:\n";
+        typedef Module::iterator MI;
+        typedef Module::giterator MGI;
+
+        for (MI I = SafeModule->begin(), E = SafeModule->end(); I != E; ++I)
+          if (!I->isExternal()) std::cerr << "\t" << I->getName() << "\n";
+        for (MGI I = SafeModule->gbegin(), E = SafeModule->gend(); I!=E; ++I)
+          if (!I->isExternal()) std::cerr << "\t" << I->getName() << "\n";
+
+        std::cerr << "Test module:\n";
+        for (MI I = TestModule->begin(), E = TestModule->end(); I != E; ++I)
+          if (!I->isExternal()) std::cerr << "\t" << I->getName() << "\n";
+        for (MGI I=TestModule->gbegin(),E = TestModule->gend(); I!= E; ++I)
+          if (!I->isExternal()) std::cerr << "\t" << I->getName() << "\n";
+        );
+
   // Write out the bytecode to be sent to CBE
-  std::string SafeModuleBC = "bugpoint.safe.bc";
+  std::string SafeModuleBC = getUniqueFilename("bugpoint.safe.bc");
+
   if (BD.writeProgramToFile(SafeModuleBC, SafeModule)) {
     std::cerr << "Error writing bytecode to `" << SafeModuleBC << "'\nExiting.";
     exit(1);
   }
 
-  // Make a shared library
-  std::string SharedObject;
-  BD.compileSharedObject(SafeModuleBC, SharedObject);
-
   // Remove all functions from the Test module EXCEPT for the ones specified in
   // Funcs.  We know which ones these are because they are non-external in
   // ToOptimize, but external in ToNotOptimize.
@@ -88,63 +217,130 @@ bool ReduceMisCodegenFunctions::TestFuncs(const std::vector<Function*> &Funcs)
         DeleteFunctionBody(I);
     }
 
-  std::string TestModuleBC = "bugpoint.test.bc";
+  std::string TestModuleBC = getUniqueFilename("bugpoint.test.bc");
+  if (verifyModule(*TestModule)) {
+    std::cerr << "Bytecode file corrupted!\n";
+    exit(1);
+  }
+
+  // Clean up the modules, removing extra cruft that we don't need anymore...
+  SafeModule = BD.performFinalCleanups(SafeModule);
+  TestModule = BD.performFinalCleanups(TestModule);
+
   if (BD.writeProgramToFile(TestModuleBC, TestModule)) {
     std::cerr << "Error writing bytecode to `" << SafeModuleBC << "'\nExiting.";
     exit(1);
   }
 
+  // Make a shared library
+  std::string SharedObject = BD.compileSharedObject(SafeModuleBC);
+
+  delete SafeModule;
+  delete TestModule;
+
   // Run the code generator on the `Test' code, loading the shared library.
   // The function returns whether or not the new output differs from reference.
-  int Result =  BD.diffProgram(TestModuleBC, SharedObject, false);
-  removeFile(SharedObject);
+  int Result = BD.diffProgram(TestModuleBC, SharedObject, false);
+
+  if (Result)
+    std::cerr << ": still failing!\n";
+  else
+    std::cerr << ": didn't fail.\n";
+    
+  if (KeepFiles) {
+    std::cout << "You can reproduce the problem with the command line: \n";
+    if (BD.isExecutingJIT()) {
+      std::cout << "  lli -load " << SharedObject << " " << TestModuleBC;
+    } else {
+      std::cout << "  llc " << TestModuleBC << " -o " << TestModuleBC << ".s\n";
+      std::cout << "  gcc " << SharedObject << " " << TestModuleBC
+                << ".s -o " << TestModuleBC << ".exe -Wl,-R.\n";
+      std::cout << "  " << TestModuleBC << ".exe";
+    }
+    for (unsigned i=0, e = InputArgv.size(); i != e; ++i)
+      std::cout << " " << InputArgv[i];
+    std::cout << "\n";
+    std::cout << "The shared object was created with:\n  llvm-dis -c "
+              << SafeModuleBC << " -o temporary.c\n"
+              << "  gcc -xc temporary.c -O2 -o " << SharedObject
+#if defined(sparc) || defined(__sparc__) || defined(__sparcv9)
+              << " -G"            // Compile a shared library, `-G' for Sparc
+#else
+              << " -shared"       // `-shared' for Linux/X86, maybe others
+#endif
+              << " -fno-strict-aliasing\n";
+  } else {
+    removeFile(TestModuleBC);
+    removeFile(SafeModuleBC);
+    removeFile(SharedObject);
+  }
   return Result;
 }
 
 namespace {
   struct Disambiguator {
-    std::set<std::string> SymbolNames;
+    std::set<std::string>  SymbolNames;
+    std::set<GlobalValue*> Symbols;
     uint64_t uniqueCounter;
     bool externalOnly;
   public:
     Disambiguator() : uniqueCounter(0), externalOnly(true) {}
     void setExternalOnly(bool value) { externalOnly = value; }
     void add(GlobalValue &V) {
+      // If we're only processing externals and this isn't external, bail
       if (externalOnly && !V.isExternal()) return;
+      // If we're already processed this symbol, don't add it again
+      if (Symbols.count(&V) != 0) return;
+      // Ignore intrinsic functions
+      if (Function *F = dyn_cast<Function>(&V))
+        if (F->getIntrinsicID() != 0)
+          return;
+
+      std::string SymName = V.getName();
 
-      if (SymbolNames.count(V.getName()) == 0) {
-        DEBUG(std::cerr << "Disambiguator: adding " << V.getName() 
+      // Use the Mangler facility to make symbol names that will be valid in
+      // shared objects.
+      SymName = Mangler::makeNameProper(SymName);
+      V.setName(SymName);
+
+      if (SymbolNames.count(SymName) == 0) {
+        DEBUG(std::cerr << "Disambiguator: adding " << SymName
                         << ", no conflicts.\n");
-        SymbolNames.insert(V.getName());
+        SymbolNames.insert(SymName);
       } else { 
         // Mangle name before adding
         std::string newName;
         do {
-          newName = V.getName() + "_" + utostr(uniqueCounter);
+          newName = SymName + "_" + utostr(uniqueCounter);
           if (SymbolNames.count(newName) == 0) break;
           else ++uniqueCounter;
         } while (1);
         //while (SymbolNames.count(V->getName()+utostr(uniqueCounter++))==0);
-        DEBUG(std::cerr << "Disambiguator: conflict: " << V.getName()
+        DEBUG(std::cerr << "Disambiguator: conflict: " << SymName
                         << ", adding: " << newName << "\n");
         V.setName(newName);
         SymbolNames.insert(newName);
       }
+      Symbols.insert(&V);
     }
   };
 }
 
-void ReduceMisCodegenFunctions::DisambiguateGlobalSymbols(Module *M) {
+void DisambiguateGlobalSymbols(Module *M) {
   // First, try not to cause collisions by minimizing chances of renaming an
   // already-external symbol, so take in external globals and functions as-is.
   Disambiguator D;
+  DEBUG(std::cerr << "Disambiguating globals (external-only)\n");
   for (Module::giterator I = M->gbegin(), E = M->gend(); I != E; ++I) D.add(*I);
+  DEBUG(std::cerr << "Disambiguating functions (external-only)\n");
   for (Module::iterator  I = M->begin(),  E = M->end();  I != E; ++I) D.add(*I);
 
   // Now just rename functions and globals as necessary, keeping what's already
   // in the set unique.
   D.setExternalOnly(false);
+  DEBUG(std::cerr << "Disambiguating globals\n");
   for (Module::giterator I = M->gbegin(), E = M->gend(); I != E; ++I) D.add(*I);
+  DEBUG(std::cerr << "Disambiguating globals\n");
   for (Module::iterator  I = M->begin(),  E = M->end();  I != E; ++I) D.add(*I);
 }
 
@@ -157,16 +353,58 @@ bool BugDriver::debugCodeGenerator() {
     if (!I->isExternal())
       MisCodegenFunctions.push_back(I);
 
+  // If we are executing the JIT, we *must* keep the function `main' in the
+  // module that is passed in, and not the shared library. However, we still
+  // want to be able to debug the `main' function alone. Thus, we create a new
+  // function `main' which just calls the old one.
+  if (isExecutingJIT()) {
+    // Get the `main' function
+    Function *oldMain = Program->getNamedFunction("main");
+    assert(oldMain && "`main' function not found in program!");
+    // Rename it
+    oldMain->setName("llvm_old_main");
+    // Create a NEW `main' function with same type
+    Function *newMain = new Function(oldMain->getFunctionType(), 
+                                     GlobalValue::ExternalLinkage,
+                                     "main", Program);
+    // Call the old main function and return its result
+    BasicBlock *BB = new BasicBlock("entry", newMain);
+    std::vector<Value*> args;
+    for (Function::aiterator I = newMain->abegin(), E = newMain->aend(),
+           OI = oldMain->abegin(); I != E; ++I, ++OI) {
+      I->setName(OI->getName());    // Copy argument names from oldMain
+      args.push_back(I);
+    }
+    CallInst *call = new CallInst(oldMain, args);
+    BB->getInstList().push_back(call);
+    
+    // if the type of old function wasn't void, return value of call
+    ReturnInst *ret;
+    if (oldMain->getReturnType() != Type::VoidTy) {
+      ret = new ReturnInst(call);
+    } else {
+      ret = new ReturnInst();
+    }
+
+    // Add the return instruction to the BasicBlock
+    BB->getInstList().push_back(ret);
+  }
+
+  DisambiguateGlobalSymbols(Program);
+
   // Do the reduction...
-  ReduceMisCodegenFunctions(*this).reduceList(MisCodegenFunctions);
+  if (!ReduceMisCodegenFunctions(*this).reduceList(MisCodegenFunctions)) {
+    std::cerr << "*** Execution matches reference output! "
+             << "bugpoint can't help you with your problem!\n";
+    return false;
+  }
 
   std::cout << "\n*** The following functions are being miscompiled: ";
   PrintFunctionList(MisCodegenFunctions);
   std::cout << "\n";
 
   // Output a bunch of bytecode files for the user...
-  // ReduceMisCodegenFunctions(*this).TestFuncs(MisCodegenFunctions);
+  ReduceMisCodegenFunctions(*this).TestFuncs(MisCodegenFunctions, true);
 
   return false;
 }
-