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[oota-llvm.git] / tools / bugpoint / ListReducer.h
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@@ -2,8 +2,8 @@
 //
 //                     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 is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
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 //===----------------------------------------------------------------------===//
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 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#ifndef BUGPOINT_LIST_REDUCER_H
-#define BUGPOINT_LIST_REDUCER_H
+#ifndef LLVM_TOOLS_BUGPOINT_LISTREDUCER_H
+#define LLVM_TOOLS_BUGPOINT_LISTREDUCER_H
 
+#include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
+#include "llvm/Support/raw_ostream.h"
+#include <algorithm>
+#include <cstdlib>
 #include <vector>
-#include <iostream>
 
 namespace llvm {
   
@@ -27,7 +30,8 @@ struct ListReducer {
   enum TestResult {
     NoFailure,         // No failure of the predicate was detected
     KeepSuffix,        // The suffix alone satisfies the predicate
-    KeepPrefix         // The prefix alone satisfies the predicate
+    KeepPrefix,        // The prefix alone satisfies the predicate
+    InternalError      // Encountered an error trying to run the predicate
   };
 
   virtual ~ListReducer() {}
@@ -38,15 +42,17 @@ struct ListReducer {
   // the prefix anyway, it can.
   //
   virtual TestResult doTest(std::vector<ElTy> &Prefix,
-                            std::vector<ElTy> &Kept) = 0;
+                            std::vector<ElTy> &Kept,
+                            std::string &Error) = 0;
 
   // reduceList - This function attempts to reduce the length of the specified
   // list while still maintaining the "test" property.  This is the core of the
   // "work" that bugpoint does.
   //
-  bool reduceList(std::vector<ElTy> &TheList) {
+  bool reduceList(std::vector<ElTy> &TheList, std::string &Error) {
     std::vector<ElTy> empty;
-    switch (doTest(TheList, empty)) {
+    std::srand(0x6e5ea738); // Seed the random number generator
+    switch (doTest(TheList, empty, Error)) {
     case KeepPrefix:
       if (TheList.size() == 1) // we are done, it's the base case and it fails
         return true;
@@ -55,45 +61,100 @@ struct ListReducer {
 
     case KeepSuffix:
       // cannot be reached!
-      std::cerr << "bugpoint ListReducer internal error: selected empty set.\n";
-      abort();
+      llvm_unreachable("bugpoint ListReducer internal error: "
+                       "selected empty set.");
 
     case NoFailure:
       return false; // there is no failure with the full set of passes/funcs!
+
+    case InternalError:
+      assert(!Error.empty());
+      return true;
     }
 
+    // Maximal number of allowed splitting iterations,
+    // before the elements are randomly shuffled.
+    const unsigned MaxIterationsWithoutProgress = 3;
+
+    // Maximal number of allowed single-element trim iterations. We add a
+    // threshhold here as single-element reductions may otherwise take a
+    // very long time to complete.
+    const unsigned MaxTrimIterationsWithoutBackJump = 3;
+    bool ShufflingEnabled = true;
+
+Backjump:
     unsigned MidTop = TheList.size();
-    while (MidTop > 1) {
+    unsigned MaxIterations = MaxIterationsWithoutProgress;
+    unsigned NumOfIterationsWithoutProgress = 0;
+    while (MidTop > 1) { // Binary split reduction loop
       // Halt if the user presses ctrl-c.
       if (BugpointIsInterrupted) {
-        std::cerr << "\n\n*** Reduction Interrupted, cleaning up...\n\n";
+        errs() << "\n\n*** Reduction Interrupted, cleaning up...\n\n";
         return true;
       }
+
+      // If the loop doesn't make satisfying progress, try shuffling.
+      // The purpose of shuffling is to avoid the heavy tails of the
+      // distribution (improving the speed of convergence).
+      if (ShufflingEnabled && 
+          NumOfIterationsWithoutProgress > MaxIterations) {
+        std::vector<ElTy> ShuffledList(TheList);
+        std::random_shuffle(ShuffledList.begin(), ShuffledList.end());
+        errs() << "\n\n*** Testing shuffled set...\n\n";
+        // Check that random shuffle doesn't loose the bug
+        if (doTest(ShuffledList, empty, Error) == KeepPrefix) {
+          // If the bug is still here, use the shuffled list.
+          TheList.swap(ShuffledList);
+          MidTop = TheList.size();
+          // Must increase the shuffling treshold to avoid the small 
+          // probability of inifinite looping without making progress.
+          MaxIterations += 2;
+          errs() << "\n\n*** Shuffling does not hide the bug...\n\n";
+        } else {
+          ShufflingEnabled = false; // Disable shuffling further on
+          errs() << "\n\n*** Shuffling hides the bug...\n\n";
+        }
+        NumOfIterationsWithoutProgress = 0;
+      }
       
       unsigned Mid = MidTop / 2;
       std::vector<ElTy> Prefix(TheList.begin(), TheList.begin()+Mid);
       std::vector<ElTy> Suffix(TheList.begin()+Mid, TheList.end());
 
-      switch (doTest(Prefix, Suffix)) {
+      switch (doTest(Prefix, Suffix, Error)) {
       case KeepSuffix:
         // The property still holds.  We can just drop the prefix elements, and
         // shorten the list to the "kept" elements.
         TheList.swap(Suffix);
         MidTop = TheList.size();
+        // Reset progress treshold and progress counter
+        MaxIterations = MaxIterationsWithoutProgress;
+        NumOfIterationsWithoutProgress = 0;
         break;
       case KeepPrefix:
         // The predicate still holds, shorten the list to the prefix elements.
         TheList.swap(Prefix);
         MidTop = TheList.size();
+        // Reset progress treshold and progress counter
+        MaxIterations = MaxIterationsWithoutProgress;
+        NumOfIterationsWithoutProgress = 0;
         break;
       case NoFailure:
         // Otherwise the property doesn't hold.  Some of the elements we removed
         // must be necessary to maintain the property.
         MidTop = Mid;
+        NumOfIterationsWithoutProgress++;
         break;
+      case InternalError:
+        return true;  // Error was set by doTest.
       }
+      assert(Error.empty() && "doTest did not return InternalError for error");
     }
 
+    // Probability of backjumping from the trimming loop back to the binary
+    // split reduction loop.
+    const int BackjumpProbability = 10;
+
     // Okay, we trimmed as much off the top and the bottom of the list as we
     // could.  If there is more than two elements in the list, try deleting 
     // interior elements and testing that.
@@ -101,28 +162,39 @@ struct ListReducer {
     if (TheList.size() > 2) {
       bool Changed = true;
       std::vector<ElTy> EmptyList;
-      while (Changed) {
+      unsigned TrimIterations = 0;
+      while (Changed) {  // Trimming loop.
         Changed = false;
-        std::vector<ElTy> TrimmedList;
+        
+        // If the binary split reduction loop made an unfortunate sequence of
+        // splits, the trimming loop might be left off with a huge number of
+        // remaining elements (large search space). Backjumping out of that
+        // search space and attempting a different split can significantly 
+        // improve the convergence speed.
+        if (std::rand() % 100 < BackjumpProbability)
+          goto Backjump;
+        
         for (unsigned i = 1; i < TheList.size()-1; ++i) { // Check interior elts
           if (BugpointIsInterrupted) {
-            std::cerr << "\n\n*** Reduction Interrupted, cleaning up...\n\n";
+            errs() << "\n\n*** Reduction Interrupted, cleaning up...\n\n";
             return true;
           }
           
           std::vector<ElTy> TestList(TheList);
           TestList.erase(TestList.begin()+i);
 
-          if (doTest(EmptyList, TestList) == KeepSuffix) {
+          if (doTest(EmptyList, TestList, Error) == KeepSuffix) {
             // We can trim down the list!
             TheList.swap(TestList);
             --i;  // Don't skip an element of the list
             Changed = true;
           }
+          if (!Error.empty())
+            return true;
         }
-        // This can take a long time if left uncontrolled.  For now, don't
-        // iterate.
-        break;
+        if (TrimIterations >= MaxTrimIterationsWithoutBackJump)
+          break;
+        TrimIterations++;
       }
     }