Replace OwningPtr<T> with std::unique_ptr<T>.
[oota-llvm.git] / tools / llvm-stress / llvm-stress.cpp
index f9bf18faa5e19dae64196599764788a232e7ae33..6afcae43f97c7ac766f97e08a83eac33c10517e3 100644 (file)
@@ -1,4 +1,4 @@
-//===-- llvm-stress.cpp - Generate random LL files to stress-test LLVM -----===//
+//===-- llvm-stress.cpp - Generate random LL files to stress-test LLVM ----===//
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
 // different components in LLVM.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-#include "llvm/LLVMContext.h"
-#include "llvm/Module.h"
+
+#include "llvm/Analysis/CallGraphSCCPass.h"
+#include "llvm/IR/Constants.h"
+#include "llvm/IR/IRPrintingPasses.h"
+#include "llvm/IR/Instruction.h"
+#include "llvm/IR/LLVMContext.h"
+#include "llvm/IR/LegacyPassNameParser.h"
+#include "llvm/IR/Module.h"
+#include "llvm/IR/Verifier.h"
 #include "llvm/PassManager.h"
-#include "llvm/Constants.h"
-#include "llvm/Instruction.h"
-#include "llvm/CallGraphSCCPass.h"
-#include "llvm/Assembly/PrintModulePass.h"
-#include "llvm/Analysis/Verifier.h"
-#include "llvm/Support/PassNameParser.h"
 #include "llvm/Support/Debug.h"
 #include "llvm/Support/ManagedStatic.h"
 #include "llvm/Support/PluginLoader.h"
 #include "llvm/Support/PrettyStackTrace.h"
 #include "llvm/Support/ToolOutputFile.h"
-#include <memory>
-#include <sstream>
+#include <algorithm>
 #include <set>
+#include <sstream>
 #include <vector>
-#include <algorithm>
 using namespace llvm;
 
 static cl::opt<unsigned> SeedCL("seed",
@@ -41,6 +41,18 @@ static cl::opt<std::string>
 OutputFilename("o", cl::desc("Override output filename"),
                cl::value_desc("filename"));
 
+static cl::opt<bool> GenHalfFloat("generate-half-float",
+  cl::desc("Generate half-length floating-point values"), cl::init(false));
+static cl::opt<bool> GenX86FP80("generate-x86-fp80",
+  cl::desc("Generate 80-bit X86 floating-point values"), cl::init(false));
+static cl::opt<bool> GenFP128("generate-fp128",
+  cl::desc("Generate 128-bit floating-point values"), cl::init(false));
+static cl::opt<bool> GenPPCFP128("generate-ppc-fp128",
+  cl::desc("Generate 128-bit PPC floating-point values"), cl::init(false));
+static cl::opt<bool> GenX86MMX("generate-x86-mmx",
+  cl::desc("Generate X86 MMX floating-point values"), cl::init(false));
+
+namespace {
 /// A utility class to provide a pseudo-random number generator which is
 /// the same across all platforms. This is somewhat close to the libc
 /// implementation. Note: This is not a cryptographically secure pseudorandom
@@ -49,14 +61,34 @@ class Random {
 public:
   /// C'tor
   Random(unsigned _seed):Seed(_seed) {}
-  /// Return the next random value.
-  unsigned Rand() {
-    unsigned Val = Seed + 0x000b07a1;
+
+  /// Return a random integer, up to a
+  /// maximum of 2**19 - 1.
+  uint32_t Rand() {
+    uint32_t Val = Seed + 0x000b07a1;
     Seed = (Val * 0x3c7c0ac1);
     // Only lowest 19 bits are random-ish.
     return Seed & 0x7ffff;
   }
 
+  /// Return a random 32 bit integer.
+  uint32_t Rand32() {
+    uint32_t Val = Rand();
+    Val &= 0xffff;
+    return Val | (Rand() << 16);
+  }
+
+  /// Return a random 64 bit integer.
+  uint64_t Rand64() {
+    uint64_t Val = Rand32();
+    return Val | (uint64_t(Rand32()) << 32);
+  }
+
+  /// Rand operator for STL algorithms.
+  ptrdiff_t operator()(ptrdiff_t y) {
+    return  Rand64() % y;
+  }
+
 private:
   unsigned Seed;
 };
@@ -94,7 +126,11 @@ struct Modifier {
 public:
   /// C'tor
   Modifier(BasicBlock *Block, PieceTable *PT, Random *R):
-    BB(Block),PT(PT),Ran(R),Context(BB->getContext()) {};
+    BB(Block),PT(PT),Ran(R),Context(BB->getContext()) {}
+
+  /// virtual D'tor to silence warnings.
+  virtual ~Modifier() {}
+
   /// Add a new instruction.
   virtual void Act() = 0;
   /// Add N new instructions,
@@ -110,6 +146,19 @@ protected:
     return PT->at(Ran->Rand() % PT->size());
   }
 
+  Constant *getRandomConstant(Type *Tp) {
+    if (Tp->isIntegerTy()) {
+      if (Ran->Rand() & 1)
+        return ConstantInt::getAllOnesValue(Tp);
+      return ConstantInt::getNullValue(Tp);
+    } else if (Tp->isFloatingPointTy()) {
+      if (Ran->Rand() & 1)
+        return ConstantFP::getAllOnesValue(Tp);
+      return ConstantFP::getNullValue(Tp);
+    }
+    return UndefValue::get(Tp);
+  }
+
   /// Return a random value with a known type.
   Value *getRandomValue(Type *Tp) {
     unsigned index = Ran->Rand();
@@ -128,9 +177,18 @@ protected:
       if (Ran->Rand() & 1)
         return ConstantFP::getAllOnesValue(Tp);
       return ConstantFP::getNullValue(Tp);
+    } else if (Tp->isVectorTy()) {
+      VectorType *VTp = cast<VectorType>(Tp);
+
+      std::vector<Constant*> TempValues;
+      TempValues.reserve(VTp->getNumElements());
+      for (unsigned i = 0; i < VTp->getNumElements(); ++i)
+        TempValues.push_back(getRandomConstant(VTp->getScalarType()));
+
+      ArrayRef<Constant*> VectorValue(TempValues);
+      return ConstantVector::get(VectorValue);
     }
 
-    // TODO: return values for vector types.
     return UndefValue::get(Tp);
   }
 
@@ -169,11 +227,17 @@ protected:
 
   /// Pick a random vector type.
   Type *pickVectorType(unsigned len = (unsigned)-1) {
-    Type *Ty = pickScalarType();
     // Pick a random vector width in the range 2**0 to 2**4.
     // by adding two randoms we are generating a normal-like distribution
     // around 2**3.
     unsigned width = 1<<((Ran->Rand() % 3) + (Ran->Rand() % 3));
+    Type *Ty;
+
+    // Vectors of x86mmx are illegal; keep trying till we get something else.
+    do {
+      Ty = pickScalarType();
+    } while (Ty->isX86_MMXTy());
+
     if (len != (unsigned)-1)
       width = len;
     return VectorType::get(Ty, width);
@@ -181,20 +245,35 @@ protected:
 
   /// Pick a random scalar type.
   Type *pickScalarType() {
-    switch (Ran->Rand() % 15) {
-    case 0: return Type::getInt1Ty(Context);
-    case 1: return Type::getInt8Ty(Context);
-    case 2: return Type::getInt16Ty(Context);
-    case 3: case 4:
-    case 5: return Type::getFloatTy(Context);
-    case 6: case 7:
-    case 8: return Type::getDoubleTy(Context);
-    case 9: case 10:
-    case 11: return Type::getInt32Ty(Context);
-    case 12: case 13:
-    case 14: return Type::getInt64Ty(Context);
-    }
-    llvm_unreachable("Invalid scalar value");
+    Type *t = 0;
+    do {
+      switch (Ran->Rand() % 30) {
+      case 0: t = Type::getInt1Ty(Context); break;
+      case 1: t = Type::getInt8Ty(Context); break;
+      case 2: t = Type::getInt16Ty(Context); break;
+      case 3: case 4:
+      case 5: t = Type::getFloatTy(Context); break;
+      case 6: case 7:
+      case 8: t = Type::getDoubleTy(Context); break;
+      case 9: case 10:
+      case 11: t = Type::getInt32Ty(Context); break;
+      case 12: case 13:
+      case 14: t = Type::getInt64Ty(Context); break;
+      case 15: case 16:
+      case 17: if (GenHalfFloat) t = Type::getHalfTy(Context); break;
+      case 18: case 19:
+      case 20: if (GenX86FP80) t = Type::getX86_FP80Ty(Context); break;
+      case 21: case 22:
+      case 23: if (GenFP128) t = Type::getFP128Ty(Context); break;
+      case 24: case 25:
+      case 26: if (GenPPCFP128) t = Type::getPPC_FP128Ty(Context); break;
+      case 27: case 28:
+      case 29: if (GenX86MMX) t = Type::getX86_MMXTy(Context); break;
+      default: llvm_unreachable("Invalid scalar value");
+      }
+    } while (t == 0);
+
+    return t;
   }
 
   /// Basic block to populate
@@ -208,9 +287,9 @@ protected:
 };
 
 struct LoadModifier: public Modifier {
-  LoadModifier(BasicBlock *BB, PieceTable *PT, Random *R):Modifier(BB, PT, R) {};
+  LoadModifier(BasicBlock *BB, PieceTable *PT, Random *R):Modifier(BB, PT, R) {}
   virtual void Act() {
-    // Try to use predefined pointers. If non exist, use undef pointer value;
+    // Try to use predefined pointers. If non-exist, use undef pointer value;
     Value *Ptr = getRandomPointerValue();
     Value *V = new LoadInst(Ptr, "L", BB->getTerminator());
     PT->push_back(V);
@@ -220,7 +299,7 @@ struct LoadModifier: public Modifier {
 struct StoreModifier: public Modifier {
   StoreModifier(BasicBlock *BB, PieceTable *PT, Random *R):Modifier(BB, PT, R) {}
   virtual void Act() {
-    // Try to use predefined pointers. If non exist, use undef pointer value;
+    // Try to use predefined pointers. If non-exist, use undef pointer value;
     Value *Ptr = getRandomPointerValue();
     Type  *Tp = Ptr->getType();
     Value *Val = getRandomValue(Tp->getContainedType(0));
@@ -294,10 +373,18 @@ struct ConstModifier: public Modifier {
     }
 
     if (Ty->isFloatingPointTy()) {
+      // Generate 128 random bits, the size of the (currently)
+      // largest floating-point types.
+      uint64_t RandomBits[2];
+      for (unsigned i = 0; i < 2; ++i)
+        RandomBits[i] = Ran->Rand64();
+
+      APInt RandomInt(Ty->getPrimitiveSizeInBits(), makeArrayRef(RandomBits));
+      APFloat RandomFloat(Ty->getFltSemantics(), RandomInt);
+
       if (Ran->Rand() & 1)
         return PT->push_back(ConstantFP::getNullValue(Ty));
-      return PT->push_back(ConstantFP::get(Ty,
-                                           static_cast<double>(1)/Ran->Rand()));
+      return PT->push_back(ConstantFP::get(Ty->getContext(), RandomFloat));
     }
 
     if (Ty->isIntegerTy()) {
@@ -334,7 +421,7 @@ struct ExtractElementModifier: public Modifier {
     Value *Val0 = getRandomVectorValue();
     Value *V = ExtractElementInst::Create(Val0,
              ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(BB->getContext()),
-             Ran->Rand() % cast<VectorType>(Val0->getType())->getNumElements()), 
+             Ran->Rand() % cast<VectorType>(Val0->getType())->getNumElements()),
              "E", BB->getTerminator());
     return PT->push_back(V);
   }
@@ -398,7 +485,7 @@ struct CastModifier: public Modifier {
       DestTy = pickVectorType(VecTy->getNumElements());
     }
 
-    // no need to casr.
+    // no need to cast.
     if (VTy == DestTy) return;
 
     // Pointers:
@@ -409,9 +496,11 @@ struct CastModifier: public Modifier {
         new BitCastInst(V, DestTy, "PC", BB->getTerminator()));
     }
 
+    unsigned VSize = VTy->getScalarType()->getPrimitiveSizeInBits();
+    unsigned DestSize = DestTy->getScalarType()->getPrimitiveSizeInBits();
+
     // Generate lots of bitcasts.
-    if ((Ran->Rand() & 1) &&
-        VTy->getPrimitiveSizeInBits() == DestTy->getPrimitiveSizeInBits()) {
+    if ((Ran->Rand() & 1) && VSize == DestSize) {
       return PT->push_back(
         new BitCastInst(V, DestTy, "BC", BB->getTerminator()));
     }
@@ -419,11 +508,11 @@ struct CastModifier: public Modifier {
     // Both types are integers:
     if (VTy->getScalarType()->isIntegerTy() &&
         DestTy->getScalarType()->isIntegerTy()) {
-      if (VTy->getScalarType()->getPrimitiveSizeInBits() >
-          DestTy->getScalarType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
+      if (VSize > DestSize) {
         return PT->push_back(
           new TruncInst(V, DestTy, "Tr", BB->getTerminator()));
       } else {
+        assert(VSize < DestSize && "Different int types with the same size?");
         if (Ran->Rand() & 1)
           return PT->push_back(
             new ZExtInst(V, DestTy, "ZE", BB->getTerminator()));
@@ -453,14 +542,15 @@ struct CastModifier: public Modifier {
     // Both floats.
     if (VTy->getScalarType()->isFloatingPointTy() &&
         DestTy->getScalarType()->isFloatingPointTy()) {
-      if (VTy->getScalarType()->getPrimitiveSizeInBits() >
-          DestTy->getScalarType()->getPrimitiveSizeInBits()) {
+      if (VSize > DestSize) {
         return PT->push_back(
           new FPTruncInst(V, DestTy, "Tr", BB->getTerminator()));
-      } else {
+      } else if (VSize < DestSize) {
         return PT->push_back(
           new FPExtInst(V, DestTy, "ZE", BB->getTerminator()));
       }
+      // If VSize == DestSize, then the two types must be fp128 and ppc_fp128,
+      // for which there is no defined conversion. So do nothing.
     }
   }
 
@@ -518,15 +608,15 @@ struct CmpModifier: public Modifier {
   }
 };
 
-void FillFunction(Function *F) {
+} // end anonymous namespace
+
+static void FillFunction(Function *F, Random &R) {
   // Create a legal entry block.
   BasicBlock *BB = BasicBlock::Create(F->getContext(), "BB", F);
   ReturnInst::Create(F->getContext(), BB);
 
   // Create the value table.
   Modifier::PieceTable PT;
-  // Pick an initial seed value
-  Random R(SeedCL);
 
   // Consider arguments as legal values.
   for (Function::arg_iterator it = F->arg_begin(), e = F->arg_end();
@@ -535,15 +625,15 @@ void FillFunction(Function *F) {
 
   // List of modifiers which add new random instructions.
   std::vector<Modifier*> Modifiers;
-  std::auto_ptr<Modifier> LM(new LoadModifier(BB, &PT, &R));
-  std::auto_ptr<Modifier> SM(new StoreModifier(BB, &PT, &R));
-  std::auto_ptr<Modifier> EE(new ExtractElementModifier(BB, &PT, &R));
-  std::auto_ptr<Modifier> SHM(new ShuffModifier(BB, &PT, &R));
-  std::auto_ptr<Modifier> IE(new InsertElementModifier(BB, &PT, &R));
-  std::auto_ptr<Modifier> BM(new BinModifier(BB, &PT, &R));
-  std::auto_ptr<Modifier> CM(new CastModifier(BB, &PT, &R));
-  std::auto_ptr<Modifier> SLM(new SelectModifier(BB, &PT, &R));
-  std::auto_ptr<Modifier> PM(new CmpModifier(BB, &PT, &R));
+  std::unique_ptr<Modifier> LM(new LoadModifier(BB, &PT, &R));
+  std::unique_ptr<Modifier> SM(new StoreModifier(BB, &PT, &R));
+  std::unique_ptr<Modifier> EE(new ExtractElementModifier(BB, &PT, &R));
+  std::unique_ptr<Modifier> SHM(new ShuffModifier(BB, &PT, &R));
+  std::unique_ptr<Modifier> IE(new InsertElementModifier(BB, &PT, &R));
+  std::unique_ptr<Modifier> BM(new BinModifier(BB, &PT, &R));
+  std::unique_ptr<Modifier> CM(new CastModifier(BB, &PT, &R));
+  std::unique_ptr<Modifier> SLM(new SelectModifier(BB, &PT, &R));
+  std::unique_ptr<Modifier> PM(new CmpModifier(BB, &PT, &R));
   Modifiers.push_back(LM.get());
   Modifiers.push_back(SM.get());
   Modifiers.push_back(EE.get());
@@ -567,15 +657,17 @@ void FillFunction(Function *F) {
   SM->ActN(5); // Throw in a few stores.
 }
 
-void IntroduceControlFlow(Function *F) {
-  std::set<Instruction*> BoolInst;
+static void IntroduceControlFlow(Function *F, Random &R) {
+  std::vector<Instruction*> BoolInst;
   for (BasicBlock::iterator it = F->begin()->begin(),
        e = F->begin()->end(); it != e; ++it) {
     if (it->getType() == IntegerType::getInt1Ty(F->getContext()))
-      BoolInst.insert(it);
+      BoolInst.push_back(it);
   }
 
-  for (std::set<Instruction*>::iterator it = BoolInst.begin(),
+  std::random_shuffle(BoolInst.begin(), BoolInst.end(), R);
+
+  for (std::vector<Instruction*>::iterator it = BoolInst.begin(),
        e = BoolInst.end(); it != e; ++it) {
     Instruction *Instr = *it;
     BasicBlock *Curr = Instr->getParent();
@@ -595,20 +687,25 @@ int main(int argc, char **argv) {
   cl::ParseCommandLineOptions(argc, argv, "llvm codegen stress-tester\n");
   llvm_shutdown_obj Y;
 
-  std::auto_ptr<Module> M(new Module("/tmp/autogen.bc", getGlobalContext()));
+  std::unique_ptr<Module> M(new Module("/tmp/autogen.bc", getGlobalContext()));
   Function *F = GenEmptyFunction(M.get());
-  FillFunction(F);
-  IntroduceControlFlow(F);
+
+  // Pick an initial seed value
+  Random R(SeedCL);
+  // Generate lots of random instructions inside a single basic block.
+  FillFunction(F, R);
+  // Break the basic block into many loops.
+  IntroduceControlFlow(F, R);
 
   // Figure out what stream we are supposed to write to...
-  OwningPtr<tool_output_file> Out;
+  std::unique_ptr<tool_output_file> Out;
   // Default to standard output.
   if (OutputFilename.empty())
     OutputFilename = "-";
 
   std::string ErrorInfo;
   Out.reset(new tool_output_file(OutputFilename.c_str(), ErrorInfo,
-                                 raw_fd_ostream::F_Binary));
+                                 sys::fs::F_None));
   if (!ErrorInfo.empty()) {
     errs() << ErrorInfo << '\n';
     return 1;
@@ -616,7 +713,7 @@ int main(int argc, char **argv) {
 
   PassManager Passes;
   Passes.add(createVerifierPass());
-  Passes.add(createPrintModulePass(&Out->os()));
+  Passes.add(createPrintModulePass(Out->os()));
   Passes.run(*M.get());
   Out->keep();