contrib/llvm/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/LegacyPassManager.h"
  21 #include "llvm/IR/LegacyPassNameParser.h"
  22 #include "llvm/IR/Module.h"
  23 #include "llvm/IR/Verifier.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 <vector>
  32
  33 namespace llvm {
  34
  35 static cl::opt<unsigned> SeedCL("seed",
  36   cl::desc("Seed used for randomness"), cl::init(0));
  37 static cl::opt<unsigned> SizeCL("size",
  38   cl::desc("The estimated size of the generated function (# of instrs)"),
  39   cl::init(100));
  40 static cl::opt<std::string>
  41 OutputFilename("o", cl::desc("Override output filename"),
  42                cl::value_desc("filename"));
  43
  44 static LLVMContext Context;
  45
  46 namespace cl {
  47 template <> class parser<Type*> final : public basic_parser<Type*> {
  48 public:
  49   parser(Option &O) : basic_parser(O) {}
  50
  51   // Parse options as IR types. Return true on error.
  52   bool parse(Option &O, StringRef, StringRef Arg, Type *&Value) {
  53     if      (Arg == "half")      Value = Type::getHalfTy(Context);
  54     else if (Arg == "fp128")     Value = Type::getFP128Ty(Context);
  55     else if (Arg == "x86_fp80")  Value = Type::getX86_FP80Ty(Context);
  56     else if (Arg == "ppc_fp128") Value = Type::getPPC_FP128Ty(Context);
  57     else if (Arg == "x86_mmx")   Value = Type::getX86_MMXTy(Context);
  58     else if (Arg.startswith("i")) {
  59       unsigned N = 0;
  60       Arg.drop_front().getAsInteger(10, N);
  61       if (N > 0)
  62         Value = Type::getIntNTy(Context, N);
  63     }
  64
  65     if (!Value)
  66       return O.error("Invalid IR scalar type: '" + Arg + "'!");
  67     return false;
  68   }
  69
  70   StringRef getValueName() const override { return "IR scalar type"; }
  71 };
  72 }
  73
  74
  75 static cl::list<Type*> AdditionalScalarTypes("types", cl::CommaSeparated,
  76   cl::desc("Additional IR scalar types "
  77            "(always includes i1, i8, i16, i32, i64, float and double)"));
  78
  79 namespace {
  80 /// A utility class to provide a pseudo-random number generator which is
  81 /// the same across all platforms. This is somewhat close to the libc
  82 /// implementation. Note: This is not a cryptographically secure pseudorandom
  83 /// number generator.
  84 class Random {
  85 public:
  86   /// C'tor
  87   Random(unsigned _seed):Seed(_seed) {}
  88
  89   /// Return a random integer, up to a
  90   /// maximum of 2**19 - 1.
  91   uint32_t Rand() {
  92     uint32_t Val = Seed + 0x000b07a1;
  93     Seed = (Val * 0x3c7c0ac1);
  94     // Only lowest 19 bits are random-ish.
  95     return Seed & 0x7ffff;
  96   }
  97
  98   /// Return a random 32 bit integer.
  99   uint32_t Rand32() {
 100     uint32_t Val = Rand();
 101     Val &= 0xffff;
 102     return Val | (Rand() << 16);
 103   }
 104
 105   /// Return a random 64 bit integer.
 106   uint64_t Rand64() {
 107     uint64_t Val = Rand32();
 108     return Val | (uint64_t(Rand32()) << 32);
 109   }
 110
 111   /// Rand operator for STL algorithms.
 112   ptrdiff_t operator()(ptrdiff_t y) {
 113     return  Rand64() % y;
 114   }
 115
 116 private:
 117   unsigned Seed;
 118 };
 119
 120 /// Generate an empty function with a default argument list.
 121 Function *GenEmptyFunction(Module *M) {
 122   // Define a few arguments
 123   LLVMContext &Context = M->getContext();
 124   Type* ArgsTy[] = {
 125     Type::getInt8PtrTy(Context),
 126     Type::getInt32PtrTy(Context),
 127     Type::getInt64PtrTy(Context),
 128     Type::getInt32Ty(Context),
 129     Type::getInt64Ty(Context),
 130     Type::getInt8Ty(Context)
 131   };
 132
 133   auto *FuncTy = FunctionType::get(Type::getVoidTy(Context), ArgsTy, false);
 134   // Pick a unique name to describe the input parameters
 135   Twine Name = "autogen_SD" + Twine{SeedCL};
 136   auto *Func = Function::Create(FuncTy, GlobalValue::ExternalLinkage, Name, M);
 137   Func->setCallingConv(CallingConv::C);
 138   return Func;
 139 }
 140
 141 /// A base class, implementing utilities needed for
 142 /// modifying and adding new random instructions.
 143 struct Modifier {
 144   /// Used to store the randomly generated values.
 145   typedef std::vector<Value*> PieceTable;
 146
 147 public:
 148   /// C'tor
 149   Modifier(BasicBlock *Block, PieceTable *PT, Random *R):
 150     BB(Block),PT(PT),Ran(R),Context(BB->getContext()) {}
 151
 152   /// virtual D'tor to silence warnings.
 153   virtual ~Modifier() {}
 154
 155   /// Add a new instruction.
 156   virtual void Act() = 0;
 157   /// Add N new instructions,
 158   virtual void ActN(unsigned n) {
 159     for (unsigned i=0; i<n; ++i)
 160       Act();
 161   }
 162
 163 protected:
 164   /// Return a random value from the list of known values.
 165   Value *getRandomVal() {
 166     assert(PT->size());
 167     return PT->at(Ran->Rand() % PT->size());
 168   }
 169
 170   Constant *getRandomConstant(Type *Tp) {
 171     if (Tp->isIntegerTy()) {
 172       if (Ran->Rand() & 1)
 173         return ConstantInt::getAllOnesValue(Tp);
 174       return ConstantInt::getNullValue(Tp);
 175     } else if (Tp->isFloatingPointTy()) {
 176       if (Ran->Rand() & 1)
 177         return ConstantFP::getAllOnesValue(Tp);
 178       return ConstantFP::getNullValue(Tp);
 179     }
 180     return UndefValue::get(Tp);
 181   }
 182
 183   /// Return a random value with a known type.
 184   Value *getRandomValue(Type *Tp) {
 185     unsigned index = Ran->Rand();
 186     for (unsigned i=0; i<PT->size(); ++i) {
 187       Value *V = PT->at((index + i) % PT->size());
 188       if (V->getType() == Tp)
 189         return V;
 190     }
 191
 192     // If the requested type was not found, generate a constant value.
 193     if (Tp->isIntegerTy()) {
 194       if (Ran->Rand() & 1)
 195         return ConstantInt::getAllOnesValue(Tp);
 196       return ConstantInt::getNullValue(Tp);
 197     } else if (Tp->isFloatingPointTy()) {
 198       if (Ran->Rand() & 1)
 199         return ConstantFP::getAllOnesValue(Tp);
 200       return ConstantFP::getNullValue(Tp);
 201     } else if (Tp->isVectorTy()) {
 202       VectorType *VTp = cast<VectorType>(Tp);
 203
 204       std::vector<Constant*> TempValues;
 205       TempValues.reserve(VTp->getNumElements());
 206       for (unsigned i = 0; i < VTp->getNumElements(); ++i)
 207         TempValues.push_back(getRandomConstant(VTp->getScalarType()));
 208
 209       ArrayRef<Constant*> VectorValue(TempValues);
 210       return ConstantVector::get(VectorValue);
 211     }
 212
 213     return UndefValue::get(Tp);
 214   }
 215
 216   /// Return a random value of any pointer type.
 217   Value *getRandomPointerValue() {
 218     unsigned index = Ran->Rand();
 219     for (unsigned i=0; i<PT->size(); ++i) {
 220       Value *V = PT->at((index + i) % PT->size());
 221       if (V->getType()->isPointerTy())
 222         return V;
 223     }
 224     return UndefValue::get(pickPointerType());
 225   }
 226
 227   /// Return a random value of any vector type.
 228   Value *getRandomVectorValue() {
 229     unsigned index = Ran->Rand();
 230     for (unsigned i=0; i<PT->size(); ++i) {
 231       Value *V = PT->at((index + i) % PT->size());
 232       if (V->getType()->isVectorTy())
 233         return V;
 234     }
 235     return UndefValue::get(pickVectorType());
 236   }
 237
 238   /// Pick a random type.
 239   Type *pickType() {
 240     return (Ran->Rand() & 1 ? pickVectorType() : pickScalarType());
 241   }
 242
 243   /// Pick a random pointer type.
 244   Type *pickPointerType() {
 245     Type *Ty = pickType();
 246     return PointerType::get(Ty, 0);
 247   }
 248
 249   /// Pick a random vector type.
 250   Type *pickVectorType(unsigned len = (unsigned)-1) {
 251     // Pick a random vector width in the range 2**0 to 2**4.
 252     // by adding two randoms we are generating a normal-like distribution
 253     // around 2**3.
 254     unsigned width = 1<<((Ran->Rand() % 3) + (Ran->Rand() % 3));
 255     Type *Ty;
 256
 257     // Vectors of x86mmx are illegal; keep trying till we get something else.
 258     do {
 259       Ty = pickScalarType();
 260     } while (Ty->isX86_MMXTy());
 261
 262     if (len != (unsigned)-1)
 263       width = len;
 264     return VectorType::get(Ty, width);
 265   }
 266
 267   /// Pick a random scalar type.
 268   Type *pickScalarType() {
 269     static std::vector<Type*> ScalarTypes;
 270     if (ScalarTypes.empty()) {
 271       ScalarTypes.assign({
 272         Type::getInt1Ty(Context),
 273         Type::getInt8Ty(Context),
 274         Type::getInt16Ty(Context),
 275         Type::getInt32Ty(Context),
 276         Type::getInt64Ty(Context),
 277         Type::getFloatTy(Context),
 278         Type::getDoubleTy(Context)
 279       });
 280       ScalarTypes.insert(ScalarTypes.end(),
 281         AdditionalScalarTypes.begin(), AdditionalScalarTypes.end());
 282     }
 283
 284     return ScalarTypes[Ran->Rand() % ScalarTypes.size()];
 285   }
 286
 287   /// Basic block to populate
 288   BasicBlock *BB;
 289   /// Value table
 290   PieceTable *PT;
 291   /// Random number generator
 292   Random *Ran;
 293   /// Context
 294   LLVMContext &Context;
 295 };
 296
 297 struct LoadModifier: public Modifier {
 298   LoadModifier(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     Value *V = new LoadInst(Ptr, "L", BB->getTerminator());
 303     PT->push_back(V);
 304   }
 305 };
 306
 307 struct StoreModifier: public Modifier {
 308   StoreModifier(BasicBlock *BB, PieceTable *PT, Random *R):Modifier(BB, PT, R) {}
 309   void Act() override {
 310     // Try to use predefined pointers. If non-exist, use undef pointer value;
 311     Value *Ptr = getRandomPointerValue();
 312     Type  *Tp = Ptr->getType();
 313     Value *Val = getRandomValue(Tp->getContainedType(0));
 314     Type  *ValTy = Val->getType();
 315
 316     // Do not store vectors of i1s because they are unsupported
 317     // by the codegen.
 318     if (ValTy->isVectorTy() && ValTy->getScalarSizeInBits() == 1)
 319       return;
 320
 321     new StoreInst(Val, Ptr, BB->getTerminator());
 322   }
 323 };
 324
 325 struct BinModifier: public Modifier {
 326   BinModifier(BasicBlock *BB, PieceTable *PT, Random *R):Modifier(BB, PT, R) {}
 327
 328   void Act() override {
 329     Value *Val0 = getRandomVal();
 330     Value *Val1 = getRandomValue(Val0->getType());
 331
 332     // Don't handle pointer types.
 333     if (Val0->getType()->isPointerTy() ||
 334         Val1->getType()->isPointerTy())
 335       return;
 336
 337     // Don't handle i1 types.
 338     if (Val0->getType()->getScalarSizeInBits() == 1)
 339       return;
 340
 341
 342     bool isFloat = Val0->getType()->getScalarType()->isFloatingPointTy();
 343     Instruction* Term = BB->getTerminator();
 344     unsigned R = Ran->Rand() % (isFloat ? 7 : 13);
 345     Instruction::BinaryOps Op;
 346
 347     switch (R) {
 348     default: llvm_unreachable("Invalid BinOp");
 349     case 0:{Op = (isFloat?Instruction::FAdd : Instruction::Add); break; }
 350     case 1:{Op = (isFloat?Instruction::FSub : Instruction::Sub); break; }
 351     case 2:{Op = (isFloat?Instruction::FMul : Instruction::Mul); break; }
 352     case 3:{Op = (isFloat?Instruction::FDiv : Instruction::SDiv); break; }
 353     case 4:{Op = (isFloat?Instruction::FDiv : Instruction::UDiv); break; }
 354     case 5:{Op = (isFloat?Instruction::FRem : Instruction::SRem); break; }
 355     case 6:{Op = (isFloat?Instruction::FRem : Instruction::URem); break; }
 356     case 7: {Op = Instruction::Shl;  break; }
 357     case 8: {Op = Instruction::LShr; break; }
 358     case 9: {Op = Instruction::AShr; break; }
 359     case 10:{Op = Instruction::And;  break; }
 360     case 11:{Op = Instruction::Or;   break; }
 361     case 12:{Op = Instruction::Xor;  break; }
 362     }
 363
 364     PT->push_back(BinaryOperator::Create(Op, Val0, Val1, "B", Term));
 365   }
 366 };
 367
 368 /// Generate constant values.
 369 struct ConstModifier: public Modifier {
 370   ConstModifier(BasicBlock *BB, PieceTable *PT, Random *R):Modifier(BB, PT, R) {}
 371   void Act() override {
 372     Type *Ty = pickType();
 373
 374     if (Ty->isVectorTy()) {
 375       switch (Ran->Rand() % 2) {
 376       case 0: if (Ty->getScalarType()->isIntegerTy())
 377                 return PT->push_back(ConstantVector::getAllOnesValue(Ty));
 378       case 1: if (Ty->getScalarType()->isIntegerTy())
 379                 return PT->push_back(ConstantVector::getNullValue(Ty));
 380       }
 381     }
 382
 383     if (Ty->isFloatingPointTy()) {
 384       // Generate 128 random bits, the size of the (currently)
 385       // largest floating-point types.
 386       uint64_t RandomBits[2];
 387       for (unsigned i = 0; i < 2; ++i)
 388         RandomBits[i] = Ran->Rand64();
 389
 390       APInt RandomInt(Ty->getPrimitiveSizeInBits(), makeArrayRef(RandomBits));
 391       APFloat RandomFloat(Ty->getFltSemantics(), RandomInt);
 392
 393       if (Ran->Rand() & 1)
 394         return PT->push_back(ConstantFP::getNullValue(Ty));
 395       return PT->push_back(ConstantFP::get(Ty->getContext(), RandomFloat));
 396     }
 397
 398     if (Ty->isIntegerTy()) {
 399       switch (Ran->Rand() % 7) {
 400       case 0: if (Ty->isIntegerTy())
 401                 return PT->push_back(ConstantInt::get(Ty,
 402                   APInt::getAllOnesValue(Ty->getPrimitiveSizeInBits())));
 403       case 1: if (Ty->isIntegerTy())
 404                 return PT->push_back(ConstantInt::get(Ty,
 405                   APInt::getNullValue(Ty->getPrimitiveSizeInBits())));
 406       case 2: case 3: case 4: case 5:
 407       case 6: if (Ty->isIntegerTy())
 408                 PT->push_back(ConstantInt::get(Ty, Ran->Rand()));
 409       }
 410     }
 411
 412   }
 413 };
 414
 415 struct AllocaModifier: public Modifier {
 416   AllocaModifier(BasicBlock *BB, PieceTable *PT, Random *R):Modifier(BB, PT, R){}
 417
 418   void Act() override {
 419     Type *Tp = pickType();
 420     PT->push_back(new AllocaInst(Tp, "A", BB->getFirstNonPHI()));
 421   }
 422 };
 423
 424 struct ExtractElementModifier: public Modifier {
 425   ExtractElementModifier(BasicBlock *BB, PieceTable *PT, Random *R):
 426     Modifier(BB, PT, R) {}
 427
 428   void Act() override {
 429     Value *Val0 = getRandomVectorValue();
 430     Value *V = ExtractElementInst::Create(Val0,
 431              ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(BB->getContext()),
 432              Ran->Rand() % cast<VectorType>(Val0->getType())->getNumElements()),
 433              "E", BB->getTerminator());
 434     return PT->push_back(V);
 435   }
 436 };
 437
 438 struct ShuffModifier: public Modifier {
 439   ShuffModifier(BasicBlock *BB, PieceTable *PT, Random *R):Modifier(BB, PT, R) {}
 440   void Act() override {
 441
 442     Value *Val0 = getRandomVectorValue();
 443     Value *Val1 = getRandomValue(Val0->getType());
 444
 445     unsigned Width = cast<VectorType>(Val0->getType())->getNumElements();
 446     std::vector<Constant*> Idxs;
 447
 448     Type *I32 = Type::getInt32Ty(BB->getContext());
 449     for (unsigned i=0; i<Width; ++i) {
 450       Constant *CI = ConstantInt::get(I32, Ran->Rand() % (Width*2));
 451       // Pick some undef values.
 452       if (!(Ran->Rand() % 5))
 453         CI = UndefValue::get(I32);
 454       Idxs.push_back(CI);
 455     }
 456
 457     Constant *Mask = ConstantVector::get(Idxs);
 458
 459     Value *V = new ShuffleVectorInst(Val0, Val1, Mask, "Shuff",
 460                                      BB->getTerminator());
 461     PT->push_back(V);
 462   }
 463 };
 464
 465 struct InsertElementModifier: public Modifier {
 466   InsertElementModifier(BasicBlock *BB, PieceTable *PT, Random *R):
 467     Modifier(BB, PT, R) {}
 468
 469   void Act() override {
 470     Value *Val0 = getRandomVectorValue();
 471     Value *Val1 = getRandomValue(Val0->getType()->getScalarType());
 472
 473     Value *V = InsertElementInst::Create(Val0, Val1,
 474               ConstantInt::get(Type::getInt32Ty(BB->getContext()),
 475               Ran->Rand() % cast<VectorType>(Val0->getType())->getNumElements()),
 476               "I",  BB->getTerminator());
 477     return PT->push_back(V);
 478   }
 479
 480 };
 481
 482 struct CastModifier: public Modifier {
 483   CastModifier(BasicBlock *BB, PieceTable *PT, Random *R):Modifier(BB, PT, R) {}
 484   void Act() override {
 485
 486     Value *V = getRandomVal();
 487     Type *VTy = V->getType();
 488     Type *DestTy = pickScalarType();
 489
 490     // Handle vector casts vectors.
 491     if (VTy->isVectorTy()) {
 492       VectorType *VecTy = cast<VectorType>(VTy);
 493       DestTy = pickVectorType(VecTy->getNumElements());
 494     }
 495
 496     // no need to cast.
 497     if (VTy == DestTy) return;
 498
 499     // Pointers:
 500     if (VTy->isPointerTy()) {
 501       if (!DestTy->isPointerTy())
 502         DestTy = PointerType::get(DestTy, 0);
 503       return PT->push_back(
 504         new BitCastInst(V, DestTy, "PC", BB->getTerminator()));
 505     }
 506
 507     unsigned VSize = VTy->getScalarType()->getPrimitiveSizeInBits();
 508     unsigned DestSize = DestTy->getScalarType()->getPrimitiveSizeInBits();
 509
 510     // Generate lots of bitcasts.
 511     if ((Ran->Rand() & 1) && VSize == DestSize) {
 512       return PT->push_back(
 513         new BitCastInst(V, DestTy, "BC", BB->getTerminator()));
 514     }
 515
 516     // Both types are integers:
 517     if (VTy->getScalarType()->isIntegerTy() &&
 518         DestTy->getScalarType()->isIntegerTy()) {
 519       if (VSize > DestSize) {
 520         return PT->push_back(
 521           new TruncInst(V, DestTy, "Tr", BB->getTerminator()));
 522       } else {
 523         assert(VSize < DestSize && "Different int types with the same size?");
 524         if (Ran->Rand() & 1)
 525           return PT->push_back(
 526             new ZExtInst(V, DestTy, "ZE", BB->getTerminator()));
 527         return PT->push_back(new SExtInst(V, DestTy, "Se", BB->getTerminator()));
 528       }
 529     }
 530
 531     // Fp to int.
 532     if (VTy->getScalarType()->isFloatingPointTy() &&
 533         DestTy->getScalarType()->isIntegerTy()) {
 534       if (Ran->Rand() & 1)
 535         return PT->push_back(
 536           new FPToSIInst(V, DestTy, "FC", BB->getTerminator()));
 537       return PT->push_back(new FPToUIInst(V, DestTy, "FC", BB->getTerminator()));
 538     }
 539
 540     // Int to fp.
 541     if (VTy->getScalarType()->isIntegerTy() &&
 542         DestTy->getScalarType()->isFloatingPointTy()) {
 543       if (Ran->Rand() & 1)
 544         return PT->push_back(
 545           new SIToFPInst(V, DestTy, "FC", BB->getTerminator()));
 546       return PT->push_back(new UIToFPInst(V, DestTy, "FC", BB->getTerminator()));
 547
 548     }
 549
 550     // Both floats.
 551     if (VTy->getScalarType()->isFloatingPointTy() &&
 552         DestTy->getScalarType()->isFloatingPointTy()) {
 553       if (VSize > DestSize) {
 554         return PT->push_back(
 555           new FPTruncInst(V, DestTy, "Tr", BB->getTerminator()));
 556       } else if (VSize < DestSize) {
 557         return PT->push_back(
 558           new FPExtInst(V, DestTy, "ZE", BB->getTerminator()));
 559       }
 560       // If VSize == DestSize, then the two types must be fp128 and ppc_fp128,
 561       // for which there is no defined conversion. So do nothing.
 562     }
 563   }
 564
 565 };
 566
 567 struct SelectModifier: public Modifier {
 568   SelectModifier(BasicBlock *BB, PieceTable *PT, Random *R):
 569     Modifier(BB, PT, R) {}
 570
 571   void Act() override {
 572     // Try a bunch of different select configuration until a valid one is found.
 573       Value *Val0 = getRandomVal();
 574       Value *Val1 = getRandomValue(Val0->getType());
 575
 576       Type *CondTy = Type::getInt1Ty(Context);
 577
 578       // If the value type is a vector, and we allow vector select, then in 50%
 579       // of the cases generate a vector select.
 580       if (Val0->getType()->isVectorTy() && (Ran->Rand() % 1)) {
 581         unsigned NumElem = cast<VectorType>(Val0->getType())->getNumElements();
 582         CondTy = VectorType::get(CondTy, NumElem);
 583       }
 584
 585       Value *Cond = getRandomValue(CondTy);
 586       Value *V = SelectInst::Create(Cond, Val0, Val1, "Sl", BB->getTerminator());
 587       return PT->push_back(V);
 588   }
 589 };
 590
 591
 592 struct CmpModifier: public Modifier {
 593   CmpModifier(BasicBlock *BB, PieceTable *PT, Random *R):Modifier(BB, PT, R) {}
 594   void Act() override {
 595
 596     Value *Val0 = getRandomVal();
 597     Value *Val1 = getRandomValue(Val0->getType());
 598
 599     if (Val0->getType()->isPointerTy()) return;
 600     bool fp = Val0->getType()->getScalarType()->isFloatingPointTy();
 601
 602     int op;
 603     if (fp) {
 604       op = Ran->Rand() %
 605       (CmpInst::LAST_FCMP_PREDICATE - CmpInst::FIRST_FCMP_PREDICATE) +
 606        CmpInst::FIRST_FCMP_PREDICATE;
 607     } else {
 608       op = Ran->Rand() %
 609       (CmpInst::LAST_ICMP_PREDICATE - CmpInst::FIRST_ICMP_PREDICATE) +
 610        CmpInst::FIRST_ICMP_PREDICATE;
 611     }
 612
 613     Value *V = CmpInst::Create(fp ? Instruction::FCmp : Instruction::ICmp,
 614                                (CmpInst::Predicate)op, Val0, Val1, "Cmp",
 615                                BB->getTerminator());
 616     return PT->push_back(V);
 617   }
 618 };
 619
 620 } // end anonymous namespace
 621
 622 static void FillFunction(Function *F, Random &R) {
 623   // Create a legal entry block.
 624   BasicBlock *BB = BasicBlock::Create(F->getContext(), "BB", F);
 625   ReturnInst::Create(F->getContext(), BB);
 626
 627   // Create the value table.
 628   Modifier::PieceTable PT;
 629
 630   // Consider arguments as legal values.
 631   for (auto &arg : F->args())
 632     PT.push_back(&arg);
 633
 634   // List of modifiers which add new random instructions.
 635   std::vector<std::unique_ptr<Modifier>> Modifiers;
 636   Modifiers.emplace_back(new LoadModifier(BB, &PT, &R));
 637   Modifiers.emplace_back(new StoreModifier(BB, &PT, &R));
 638   auto SM = Modifiers.back().get();
 639   Modifiers.emplace_back(new ExtractElementModifier(BB, &PT, &R));
 640   Modifiers.emplace_back(new ShuffModifier(BB, &PT, &R));
 641   Modifiers.emplace_back(new InsertElementModifier(BB, &PT, &R));
 642   Modifiers.emplace_back(new BinModifier(BB, &PT, &R));
 643   Modifiers.emplace_back(new CastModifier(BB, &PT, &R));
 644   Modifiers.emplace_back(new SelectModifier(BB, &PT, &R));
 645   Modifiers.emplace_back(new CmpModifier(BB, &PT, &R));
 646
 647   // Generate the random instructions
 648   AllocaModifier{BB, &PT, &R}.ActN(5); // Throw in a few allocas
 649   ConstModifier{BB, &PT, &R}.ActN(40); // Throw in a few constants
 650
 651   for (unsigned i = 0; i < SizeCL / Modifiers.size(); ++i)
 652     for (auto &Mod : Modifiers)
 653       Mod->Act();
 654
 655   SM->ActN(5); // Throw in a few stores.
 656 }
 657
 658 static void IntroduceControlFlow(Function *F, Random &R) {
 659   std::vector<Instruction*> BoolInst;
 660   for (auto &Instr : F->front()) {
 661     if (Instr.getType() == IntegerType::getInt1Ty(F->getContext()))
 662       BoolInst.push_back(&Instr);
 663   }
 664
 665   std::random_shuffle(BoolInst.begin(), BoolInst.end(), R);
 666
 667   for (auto *Instr : BoolInst) {
 668     BasicBlock *Curr = Instr->getParent();
 669     BasicBlock::iterator Loc = Instr->getIterator();
 670     BasicBlock *Next = Curr->splitBasicBlock(Loc, "CF");
 671     Instr->moveBefore(Curr->getTerminator());
 672     if (Curr != &F->getEntryBlock()) {
 673       BranchInst::Create(Curr, Next, Instr, Curr->getTerminator());
 674       Curr->getTerminator()->eraseFromParent();
 675     }
 676   }
 677 }
 678
 679 }
 680
 681 int main(int argc, char **argv) {
 682   using namespace llvm;
 683
 684   // Init LLVM, call llvm_shutdown() on exit, parse args, etc.
 685   PrettyStackTraceProgram X(argc, argv);
 686   cl::ParseCommandLineOptions(argc, argv, "llvm codegen stress-tester\n");
 687   llvm_shutdown_obj Y;
 688
 689   auto M = make_unique<Module>("/tmp/autogen.bc", Context);
 690   Function *F = GenEmptyFunction(M.get());
 691
 692   // Pick an initial seed value
 693   Random R(SeedCL);
 694   // Generate lots of random instructions inside a single basic block.
 695   FillFunction(F, R);
 696   // Break the basic block into many loops.
 697   IntroduceControlFlow(F, R);
 698
 699   // Figure out what stream we are supposed to write to...
 700   std::unique_ptr<tool_output_file> Out;
 701   // Default to standard output.
 702   if (OutputFilename.empty())
 703     OutputFilename = "-";
 704
 705   std::error_code EC;
 706   Out.reset(new tool_output_file(OutputFilename, EC, sys::fs::F_None));
 707   if (EC) {
 708     errs() << EC.message() << '\n';
 709     return 1;
 710   }
 711
 712   legacy::PassManager Passes;
 713   Passes.add(createVerifierPass());
 714   Passes.add(createPrintModulePass(Out->os()));
 715   Passes.run(*M.get());
 716   Out->keep();
 717
 718   return 0;
 719 }