[llc/opt] Add an option to run all passes twice
[oota-llvm.git] / tools / bugpoint / CrashDebugger.cpp
index d9d52dccc01c82bd25cda6bce4de2ac22b728087..631a58455c5b93968d32e4187fd3e9feee71e2e1 100644 (file)
@@ -1,10 +1,10 @@
 //===- CrashDebugger.cpp - Debug compilation crashes ----------------------===//
-// 
+//
 //                     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.
+//
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 // This file defines the bugpoint internals that narrow down compilation crashes
 
 #include "BugDriver.h"
 #include "ListReducer.h"
-#include "llvm/Constant.h"
-#include "llvm/iTerminators.h"
-#include "llvm/Module.h"
+#include "ToolRunner.h"
+#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
+#include "llvm/ADT/StringSet.h"
+#include "llvm/IR/CFG.h"
+#include "llvm/IR/Constants.h"
+#include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
+#include "llvm/IR/Instructions.h"
+#include "llvm/IR/LegacyPassManager.h"
+#include "llvm/IR/Module.h"
+#include "llvm/IR/ValueSymbolTable.h"
+#include "llvm/IR/Verifier.h"
 #include "llvm/Pass.h"
-#include "llvm/PassManager.h"
-#include "llvm/SymbolTable.h"
-#include "llvm/Type.h"
-#include "llvm/Analysis/Verifier.h"
-#include "llvm/Bytecode/Writer.h"
-#include "llvm/Support/CFG.h"
-#include "llvm/Support/ToolRunner.h"
+#include "llvm/Support/CommandLine.h"
+#include "llvm/Support/FileUtilities.h"
 #include "llvm/Transforms/Scalar.h"
 #include "llvm/Transforms/Utils/Cloning.h"
-#include "Support/FileUtilities.h"
-#include <fstream>
 #include <set>
 using namespace llvm;
 
+namespace {
+  cl::opt<bool>
+  KeepMain("keep-main",
+           cl::desc("Force function reduction to keep main"),
+           cl::init(false));
+  cl::opt<bool>
+  NoGlobalRM ("disable-global-remove",
+         cl::desc("Do not remove global variables"),
+         cl::init(false));
+
+  cl::opt<bool>
+  ReplaceFuncsWithNull("replace-funcs-with-null",
+         cl::desc("When stubbing functions, replace all uses will null"),
+         cl::init(false));
+  cl::opt<bool>
+  DontReducePassList("disable-pass-list-reduction",
+                     cl::desc("Skip pass list reduction steps"),
+                     cl::init(false));
+
+  cl::opt<bool> NoNamedMDRM("disable-namedmd-remove",
+                            cl::desc("Do not remove global named metadata"),
+                            cl::init(false));
+}
+
 namespace llvm {
-  class ReducePassList : public ListReducer<const PassInfo*> {
+  class ReducePassList : public ListReducer<std::string> {
     BugDriver &BD;
   public:
     ReducePassList(BugDriver &bd) : BD(bd) {}
-    
+
     // doTest - Return true iff running the "removed" passes succeeds, and
     // running the "Kept" passes fail when run on the output of the "removed"
     // passes.  If we return true, we update the current module of bugpoint.
     //
-    virtual TestResult doTest(std::vector<const PassInfo*> &Removed,
-                              std::vector<const PassInfo*> &Kept);
+    TestResult doTest(std::vector<std::string> &Removed,
+                      std::vector<std::string> &Kept,
+                      std::string &Error) override;
   };
 }
 
 ReducePassList::TestResult
-ReducePassList::doTest(std::vector<const PassInfo*> &Prefix,
-                       std::vector<const PassInfo*> &Suffix) {
+ReducePassList::doTest(std::vector<std::string> &Prefix,
+                       std::vector<std::string> &Suffix,
+                       std::string &Error) {
   std::string PrefixOutput;
-  Module *OrigProgram = 0;
+  Module *OrigProgram = nullptr;
   if (!Prefix.empty()) {
-    std::cout << "Checking to see if these passes crash: "
-              << getPassesString(Prefix) << ": ";
-    if (BD.runPasses(Prefix, PrefixOutput))
+    outs() << "Checking to see if these passes crash: "
+           << getPassesString(Prefix) << ": ";
+    if (BD.runPasses(BD.getProgram(), Prefix, PrefixOutput))
       return KeepPrefix;
 
     OrigProgram = BD.Program;
 
-    BD.Program = BD.ParseInputFile(PrefixOutput);
-    if (BD.Program == 0) {
-      std::cerr << BD.getToolName() << ": Error reading bytecode file '"
-                << PrefixOutput << "'!\n";
+    BD.Program = parseInputFile(PrefixOutput, BD.getContext()).release();
+    if (BD.Program == nullptr) {
+      errs() << BD.getToolName() << ": Error reading bitcode file '"
+             << PrefixOutput << "'!\n";
       exit(1);
     }
-    removeFile(PrefixOutput);
+    sys::fs::remove(PrefixOutput);
   }
 
-  std::cout << "Checking to see if these passes crash: "
-            << getPassesString(Suffix) << ": ";
-  
-  if (BD.runPasses(Suffix)) {
+  outs() << "Checking to see if these passes crash: "
+         << getPassesString(Suffix) << ": ";
+
+  if (BD.runPasses(BD.getProgram(), Suffix)) {
     delete OrigProgram;            // The suffix crashes alone...
     return KeepSuffix;
   }
@@ -84,56 +111,196 @@ ReducePassList::doTest(std::vector<const PassInfo*> &Prefix,
   return NoFailure;
 }
 
-namespace llvm {
-  class ReduceCrashingFunctions : public ListReducer<const Function*> {
+namespace {
+  /// ReduceCrashingGlobalVariables - This works by removing the global
+  /// variable's initializer and seeing if the program still crashes. If it
+  /// does, then we keep that program and try again.
+  ///
+  class ReduceCrashingGlobalVariables : public ListReducer<GlobalVariable*> {
+    BugDriver &BD;
+    bool (*TestFn)(const BugDriver &, Module *);
+  public:
+    ReduceCrashingGlobalVariables(BugDriver &bd,
+                                  bool (*testFn)(const BugDriver &, Module *))
+      : BD(bd), TestFn(testFn) {}
+
+    TestResult doTest(std::vector<GlobalVariable*> &Prefix,
+                      std::vector<GlobalVariable*> &Kept,
+                      std::string &Error) override {
+      if (!Kept.empty() && TestGlobalVariables(Kept))
+        return KeepSuffix;
+      if (!Prefix.empty() && TestGlobalVariables(Prefix))
+        return KeepPrefix;
+      return NoFailure;
+    }
+
+    bool TestGlobalVariables(std::vector<GlobalVariable*> &GVs);
+  };
+}
+
+bool
+ReduceCrashingGlobalVariables::TestGlobalVariables(
+                              std::vector<GlobalVariable*> &GVs) {
+  // Clone the program to try hacking it apart...
+  ValueToValueMapTy VMap;
+  Module *M = CloneModule(BD.getProgram(), VMap);
+
+  // Convert list to set for fast lookup...
+  std::set<GlobalVariable*> GVSet;
+
+  for (unsigned i = 0, e = GVs.size(); i != e; ++i) {
+    GlobalVariable* CMGV = cast<GlobalVariable>(VMap[GVs[i]]);
+    assert(CMGV && "Global Variable not in module?!");
+    GVSet.insert(CMGV);
+  }
+
+  outs() << "Checking for crash with only these global variables: ";
+  PrintGlobalVariableList(GVs);
+  outs() << ": ";
+
+  // Loop over and delete any global variables which we aren't supposed to be
+  // playing with...
+  for (GlobalVariable &I : M->globals())
+    if (I.hasInitializer() && !GVSet.count(&I)) {
+      DeleteGlobalInitializer(&I);
+      I.setLinkage(GlobalValue::ExternalLinkage);
+    }
+
+  // Try running the hacked up program...
+  if (TestFn(BD, M)) {
+    BD.setNewProgram(M);        // It crashed, keep the trimmed version...
+
+    // Make sure to use global variable pointers that point into the now-current
+    // module.
+    GVs.assign(GVSet.begin(), GVSet.end());
+    return true;
+  }
+
+  delete M;
+  return false;
+}
+
+namespace {
+  /// ReduceCrashingFunctions reducer - This works by removing functions and
+  /// seeing if the program still crashes. If it does, then keep the newer,
+  /// smaller program.
+  ///
+  class ReduceCrashingFunctions : public ListReducer<Function*> {
     BugDriver &BD;
-    bool (*TestFn)(BugDriver &, Module *);
+    bool (*TestFn)(const BugDriver &, Module *);
   public:
     ReduceCrashingFunctions(BugDriver &bd,
-                            bool (*testFn)(BugDriver &, Module *))
+                            bool (*testFn)(const BugDriver &, Module *))
       : BD(bd), TestFn(testFn) {}
-    
-    virtual TestResult doTest(std::vector<const Function*> &Prefix,
-                              std::vector<const Function*> &Kept) {
+
+    TestResult doTest(std::vector<Function*> &Prefix,
+                      std::vector<Function*> &Kept,
+                      std::string &Error) override {
       if (!Kept.empty() && TestFuncs(Kept))
         return KeepSuffix;
       if (!Prefix.empty() && TestFuncs(Prefix))
         return KeepPrefix;
       return NoFailure;
     }
-    
-    bool TestFuncs(std::vector<const Function*> &Prefix);
+
+    bool TestFuncs(std::vector<Function*> &Prefix);
   };
 }
 
-bool ReduceCrashingFunctions::TestFuncs(std::vector<const Function*> &Funcs) {
+static void RemoveFunctionReferences(Module *M, const char* Name) {
+  auto *UsedVar = M->getGlobalVariable(Name, true);
+  if (!UsedVar || !UsedVar->hasInitializer()) return;
+  if (isa<ConstantAggregateZero>(UsedVar->getInitializer())) {
+    assert(UsedVar->use_empty());
+    UsedVar->eraseFromParent();
+    return;
+  }
+  auto *OldUsedVal = cast<ConstantArray>(UsedVar->getInitializer());
+  std::vector<Constant*> Used;
+  for(Value *V : OldUsedVal->operand_values()) {
+    Constant *Op = cast<Constant>(V->stripPointerCasts());
+    if(!Op->isNullValue()) {
+      Used.push_back(cast<Constant>(V));
+    }
+  }
+  auto *NewValElemTy = OldUsedVal->getType()->getElementType();
+  auto *NewValTy = ArrayType::get(NewValElemTy, Used.size());
+  auto *NewUsedVal = ConstantArray::get(NewValTy, Used);
+  UsedVar->mutateType(NewUsedVal->getType()->getPointerTo());
+  UsedVar->setInitializer(NewUsedVal);
+}
+
+bool ReduceCrashingFunctions::TestFuncs(std::vector<Function*> &Funcs) {
+  // If main isn't present, claim there is no problem.
+  if (KeepMain && std::find(Funcs.begin(), Funcs.end(),
+                            BD.getProgram()->getFunction("main")) ==
+                      Funcs.end())
+    return false;
+
   // Clone the program to try hacking it apart...
-  Module *M = CloneModule(BD.getProgram());
-  
+  ValueToValueMapTy VMap;
+  Module *M = CloneModule(BD.getProgram(), VMap);
+
   // Convert list to set for fast lookup...
   std::set<Function*> Functions;
   for (unsigned i = 0, e = Funcs.size(); i != e; ++i) {
-    Function *CMF = M->getFunction(Funcs[i]->getName(), 
-                                   Funcs[i]->getFunctionType());
+    Function *CMF = cast<Function>(VMap[Funcs[i]]);
     assert(CMF && "Function not in module?!");
+    assert(CMF->getFunctionType() == Funcs[i]->getFunctionType() && "wrong ty");
+    assert(CMF->getName() == Funcs[i]->getName() && "wrong name");
     Functions.insert(CMF);
   }
 
-  std::cout << "Checking for crash with only these functions:";
-  unsigned NumPrint = Funcs.size();
-  if (NumPrint > 10) NumPrint = 10;
-  for (unsigned i = 0; i != NumPrint; ++i)
-    std::cout << " " << Funcs[i]->getName();
-  if (NumPrint < Funcs.size())
-    std::cout << "... <" << Funcs.size() << " total>";
-  std::cout << ": ";
-
-  // Loop over and delete any functions which we aren't supposed to be playing
-  // with...
-  for (Module::iterator I = M->begin(), E = M->end(); I != E; ++I)
-    if (!I->isExternal() && !Functions.count(I))
-      DeleteFunctionBody(I);
+  outs() << "Checking for crash with only these functions: ";
+  PrintFunctionList(Funcs);
+  outs() << ": ";
+  if (!ReplaceFuncsWithNull) {
+    // Loop over and delete any functions which we aren't supposed to be playing
+    // with...
+    for (Function &I : *M)
+      if (!I.isDeclaration() && !Functions.count(&I))
+        DeleteFunctionBody(&I);
+  } else {
+    std::vector<GlobalValue*> ToRemove;
+    // First, remove aliases to functions we're about to purge.
+    for (GlobalAlias &Alias : M->aliases()) {
+      Constant *Root = Alias.getAliasee()->stripPointerCasts();
+      Function *F = dyn_cast<Function>(Root);
+      if (F) {
+        if (Functions.count(F))
+          // We're keeping this function.
+          continue;
+      } else if (Root->isNullValue()) {
+        // This referenced a globalalias that we've already replaced,
+        // so we still need to replace this alias.
+      } else if (!F) {
+        // Not a function, therefore not something we mess with.
+        continue;
+      }
+
+      PointerType *Ty = cast<PointerType>(Alias.getType());
+      Constant *Replacement = ConstantPointerNull::get(Ty);
+      Alias.replaceAllUsesWith(Replacement);
+      ToRemove.push_back(&Alias);
+    }
+
+    for (Function &I : *M) {
+      if (!I.isDeclaration() && !Functions.count(&I)) {
+        PointerType *Ty = cast<PointerType>(I.getType());
+        Constant *Replacement = ConstantPointerNull::get(Ty);
+        I.replaceAllUsesWith(Replacement);
+        ToRemove.push_back(&I);
+      }
+    }
+
+    for (auto *F : ToRemove) {
+      F->eraseFromParent();
+    }
 
+    // Finally, remove any null members from any global intrinsic.
+    RemoveFunctionReferences(M, "llvm.used");
+    RemoveFunctionReferences(M, "llvm.compiler.used");
+  }
   // Try running the hacked up program...
   if (TestFn(BD, M)) {
     BD.setNewProgram(M);        // It crashed, keep the trimmed version...
@@ -156,72 +323,64 @@ namespace {
   ///
   class ReduceCrashingBlocks : public ListReducer<const BasicBlock*> {
     BugDriver &BD;
-    bool (*TestFn)(BugDriver &, Module *);
+    bool (*TestFn)(const BugDriver &, Module *);
   public:
-    ReduceCrashingBlocks(BugDriver &bd, bool (*testFn)(BugDriver &, Module *))
+    ReduceCrashingBlocks(BugDriver &bd,
+                         bool (*testFn)(const BugDriver &, Module *))
       : BD(bd), TestFn(testFn) {}
-    
-    virtual TestResult doTest(std::vector<const BasicBlock*> &Prefix,
-                              std::vector<const BasicBlock*> &Kept) {
+
+    TestResult doTest(std::vector<const BasicBlock*> &Prefix,
+                      std::vector<const BasicBlock*> &Kept,
+                      std::string &Error) override {
       if (!Kept.empty() && TestBlocks(Kept))
         return KeepSuffix;
       if (!Prefix.empty() && TestBlocks(Prefix))
         return KeepPrefix;
       return NoFailure;
     }
-    
+
     bool TestBlocks(std::vector<const BasicBlock*> &Prefix);
   };
 }
 
 bool ReduceCrashingBlocks::TestBlocks(std::vector<const BasicBlock*> &BBs) {
   // Clone the program to try hacking it apart...
-  Module *M = CloneModule(BD.getProgram());
-  
-  // Convert list to set for fast lookup...
-  std::set<BasicBlock*> Blocks;
-  for (unsigned i = 0, e = BBs.size(); i != e; ++i) {
-    // Convert the basic block from the original module to the new module...
-    const Function *F = BBs[i]->getParent();
-    Function *CMF = M->getFunction(F->getName(), F->getFunctionType());
-    assert(CMF && "Function not in module?!");
+  ValueToValueMapTy VMap;
+  Module *M = CloneModule(BD.getProgram(), VMap);
 
-    // Get the mapped basic block...
-    Function::iterator CBI = CMF->begin();
-    std::advance(CBI, std::distance(F->begin(),
-                                    Function::const_iterator(BBs[i])));
-    Blocks.insert(CBI);
-  }
+  // Convert list to set for fast lookup...
+  SmallPtrSet<BasicBlock*, 8> Blocks;
+  for (unsigned i = 0, e = BBs.size(); i != e; ++i)
+    Blocks.insert(cast<BasicBlock>(VMap[BBs[i]]));
 
-  std::cout << "Checking for crash with only these blocks:";
+  outs() << "Checking for crash with only these blocks:";
   unsigned NumPrint = Blocks.size();
   if (NumPrint > 10) NumPrint = 10;
   for (unsigned i = 0, e = NumPrint; i != e; ++i)
-    std::cout << " " << BBs[i]->getName();
+    outs() << " " << BBs[i]->getName();
   if (NumPrint < Blocks.size())
-    std::cout << "... <" << Blocks.size() << " total>";
-  std::cout << ": ";
+    outs() << "... <" << Blocks.size() << " total>";
+  outs() << ": ";
 
   // Loop over and delete any hack up any blocks that are not listed...
   for (Module::iterator I = M->begin(), E = M->end(); I != E; ++I)
     for (Function::iterator BB = I->begin(), E = I->end(); BB != E; ++BB)
-      if (!Blocks.count(BB) && BB->getTerminator()->getNumSuccessors()) {
+      if (!Blocks.count(&*BB) && BB->getTerminator()->getNumSuccessors()) {
         // Loop over all of the successors of this block, deleting any PHI nodes
         // that might include it.
-        for (succ_iterator SI = succ_begin(BB), E = succ_end(BB); SI != E; ++SI)
-          (*SI)->removePredecessor(BB);
+        for (succ_iterator SI = succ_begin(&*BB), E = succ_end(&*BB); SI != E;
+             ++SI)
+          (*SI)->removePredecessor(&*BB);
 
-        if (BB->getTerminator()->getType() != Type::VoidTy)
-          BB->getTerminator()->replaceAllUsesWith(
-                      Constant::getNullValue(BB->getTerminator()->getType()));
+        TerminatorInst *BBTerm = BB->getTerminator();
+        if (BBTerm->isEHPad())
+          continue;
+        if (!BBTerm->getType()->isVoidTy() && !BBTerm->getType()->isTokenTy())
+          BBTerm->replaceAllUsesWith(Constant::getNullValue(BBTerm->getType()));
 
-        // Delete the old terminator instruction...
+        // Replace the old terminator instruction.
         BB->getInstList().pop_back();
-        
-        // Add a new return instruction of the appropriate type...
-        const Type *RetTy = BB->getParent()->getReturnType();
-        new ReturnInst(RetTy == Type::VoidTy ? 0 :
-                       Constant::getNullValue(RetTy), BB);
+        new UnreachableInst(BB->getContext(), &*BB);
       }
 
   // The CFG Simplifier pass may delete one of the basic blocks we are
@@ -229,17 +388,22 @@ bool ReduceCrashingBlocks::TestBlocks(std::vector<const BasicBlock*> &BBs) {
   // a "persistent mapping" by turning basic blocks into <function, name> pairs.
   // This won't work well if blocks are unnamed, but that is just the risk we
   // have to take.
-  std::vector<std::pair<Function*, std::string> > BlockInfo;
+  std::vector<std::pair<std::string, std::string> > BlockInfo;
 
-  for (std::set<BasicBlock*>::iterator I = Blocks.begin(), E = Blocks.end();
-       I != E; ++I)
-    BlockInfo.push_back(std::make_pair((*I)->getParent(), (*I)->getName()));
+  for (BasicBlock *BB : Blocks)
+    BlockInfo.emplace_back(BB->getParent()->getName(), BB->getName());
 
   // Now run the CFG simplify pass on the function...
-  PassManager Passes;
-  Passes.add(createCFGSimplificationPass());
-  Passes.add(createVerifierPass());
-  Passes.run(*M);
+  std::vector<std::string> Passes;
+  Passes.push_back("simplifycfg");
+  Passes.push_back("verify");
+  std::unique_ptr<Module> New = BD.runPassesOn(M, Passes);
+  delete M;
+  if (!New) {
+    errs() << "simplifycfg failed!\n";
+    exit(1);
+  }
+  M = New.release();
 
   // Try running on the hacked up program...
   if (TestFn(BD, M)) {
@@ -248,70 +412,314 @@ bool ReduceCrashingBlocks::TestBlocks(std::vector<const BasicBlock*> &BBs) {
     // Make sure to use basic block pointers that point into the now-current
     // module, and that they don't include any deleted blocks.
     BBs.clear();
+    const ValueSymbolTable &GST = M->getValueSymbolTable();
     for (unsigned i = 0, e = BlockInfo.size(); i != e; ++i) {
-      SymbolTable &ST = BlockInfo[i].first->getSymbolTable();
-      SymbolTable::iterator I = ST.find(Type::LabelTy);
-      if (I != ST.end() && I->second.count(BlockInfo[i].second))
-        BBs.push_back(cast<BasicBlock>(I->second[BlockInfo[i].second]));
+      Function *F = cast<Function>(GST.lookup(BlockInfo[i].first));
+      ValueSymbolTable &ST = F->getValueSymbolTable();
+      Value* V = ST.lookup(BlockInfo[i].second);
+      if (V && V->getType() == Type::getLabelTy(V->getContext()))
+        BBs.push_back(cast<BasicBlock>(V));
+    }
+    return true;
+  }
+  delete M;  // It didn't crash, try something else.
+  return false;
+}
+
+namespace {
+  /// ReduceCrashingInstructions reducer - This works by removing the specified
+  /// non-terminator instructions and replacing them with undef.
+  ///
+  class ReduceCrashingInstructions : public ListReducer<const Instruction*> {
+    BugDriver &BD;
+    bool (*TestFn)(const BugDriver &, Module *);
+  public:
+    ReduceCrashingInstructions(BugDriver &bd,
+                               bool (*testFn)(const BugDriver &, Module *))
+      : BD(bd), TestFn(testFn) {}
+
+    TestResult doTest(std::vector<const Instruction*> &Prefix,
+                      std::vector<const Instruction*> &Kept,
+                      std::string &Error) override {
+      if (!Kept.empty() && TestInsts(Kept))
+        return KeepSuffix;
+      if (!Prefix.empty() && TestInsts(Prefix))
+        return KeepPrefix;
+      return NoFailure;
     }
+
+    bool TestInsts(std::vector<const Instruction*> &Prefix);
+  };
+}
+
+bool ReduceCrashingInstructions::TestInsts(std::vector<const Instruction*>
+                                           &Insts) {
+  // Clone the program to try hacking it apart...
+  ValueToValueMapTy VMap;
+  Module *M = CloneModule(BD.getProgram(), VMap);
+
+  // Convert list to set for fast lookup...
+  SmallPtrSet<Instruction*, 64> Instructions;
+  for (unsigned i = 0, e = Insts.size(); i != e; ++i) {
+    assert(!isa<TerminatorInst>(Insts[i]));
+    Instructions.insert(cast<Instruction>(VMap[Insts[i]]));
+  }
+
+  outs() << "Checking for crash with only " << Instructions.size();
+  if (Instructions.size() == 1)
+    outs() << " instruction: ";
+  else
+    outs() << " instructions: ";
+
+  for (Module::iterator MI = M->begin(), ME = M->end(); MI != ME; ++MI)
+    for (Function::iterator FI = MI->begin(), FE = MI->end(); FI != FE; ++FI)
+      for (BasicBlock::iterator I = FI->begin(), E = FI->end(); I != E;) {
+        Instruction *Inst = &*I++;
+        if (!Instructions.count(Inst) && !isa<TerminatorInst>(Inst) &&
+            !Inst->isEHPad()) {
+          if (!Inst->getType()->isVoidTy() && !Inst->getType()->isTokenTy())
+            Inst->replaceAllUsesWith(UndefValue::get(Inst->getType()));
+          Inst->eraseFromParent();
+        }
+      }
+
+  // Verify that this is still valid.
+  legacy::PassManager Passes;
+  Passes.add(createVerifierPass());
+  Passes.run(*M);
+
+  // Try running on the hacked up program...
+  if (TestFn(BD, M)) {
+    BD.setNewProgram(M);      // It crashed, keep the trimmed version...
+
+    // Make sure to use instruction pointers that point into the now-current
+    // module, and that they don't include any deleted blocks.
+    Insts.clear();
+    for (Instruction *Inst : Instructions)
+      Insts.push_back(Inst);
     return true;
   }
   delete M;  // It didn't crash, try something else.
   return false;
 }
 
+namespace {
+// Reduce the list of Named Metadata nodes. We keep this as a list of
+// names to avoid having to convert back and forth every time.
+class ReduceCrashingNamedMD : public ListReducer<std::string> {
+  BugDriver &BD;
+  bool (*TestFn)(const BugDriver &, Module *);
+
+public:
+  ReduceCrashingNamedMD(BugDriver &bd,
+                        bool (*testFn)(const BugDriver &, Module *))
+      : BD(bd), TestFn(testFn) {}
+
+  TestResult doTest(std::vector<std::string> &Prefix,
+                    std::vector<std::string> &Kept,
+                    std::string &Error) override {
+    if (!Kept.empty() && TestNamedMDs(Kept))
+      return KeepSuffix;
+    if (!Prefix.empty() && TestNamedMDs(Prefix))
+      return KeepPrefix;
+    return NoFailure;
+  }
+
+  bool TestNamedMDs(std::vector<std::string> &NamedMDs);
+};
+}
+
+bool ReduceCrashingNamedMD::TestNamedMDs(std::vector<std::string> &NamedMDs) {
+
+  ValueToValueMapTy VMap;
+  Module *M = CloneModule(BD.getProgram(), VMap);
+
+  outs() << "Checking for crash with only these named metadata nodes:";
+  unsigned NumPrint = std::min<size_t>(NamedMDs.size(), 10);
+  for (unsigned i = 0, e = NumPrint; i != e; ++i)
+    outs() << " " << NamedMDs[i];
+  if (NumPrint < NamedMDs.size())
+    outs() << "... <" << NamedMDs.size() << " total>";
+  outs() << ": ";
+
+  // Make a StringMap for faster lookup
+  StringSet<> Names;
+  for (const std::string &Name : NamedMDs)
+    Names.insert(Name);
+
+  // First collect all the metadata to delete in a vector, then
+  // delete them all at once to avoid invalidating the iterator
+  std::vector<NamedMDNode *> ToDelete;
+  ToDelete.reserve(M->named_metadata_size() - Names.size());
+  for (auto &NamedMD : M->named_metadata())
+    if (!Names.count(NamedMD.getName()))
+      ToDelete.push_back(&NamedMD);
+
+  for (auto *NamedMD : ToDelete)
+    NamedMD->eraseFromParent();
+
+  // Verify that this is still valid.
+  legacy::PassManager Passes;
+  Passes.add(createVerifierPass());
+  Passes.run(*M);
+
+  // Try running on the hacked up program...
+  if (TestFn(BD, M)) {
+    BD.setNewProgram(M); // It crashed, keep the trimmed version...
+    return true;
+  }
+  delete M; // It didn't crash, try something else.
+  return false;
+}
+
+namespace {
+// Reduce the list of operands to named metadata nodes
+class ReduceCrashingNamedMDOps : public ListReducer<const MDNode *> {
+  BugDriver &BD;
+  bool (*TestFn)(const BugDriver &, Module *);
+
+public:
+  ReduceCrashingNamedMDOps(BugDriver &bd,
+                           bool (*testFn)(const BugDriver &, Module *))
+      : BD(bd), TestFn(testFn) {}
+
+  TestResult doTest(std::vector<const MDNode *> &Prefix,
+                    std::vector<const MDNode *> &Kept,
+                    std::string &Error) override {
+    if (!Kept.empty() && TestNamedMDOps(Kept))
+      return KeepSuffix;
+    if (!Prefix.empty() && TestNamedMDOps(Prefix))
+      return KeepPrefix;
+    return NoFailure;
+  }
+
+  bool TestNamedMDOps(std::vector<const MDNode *> &NamedMDOps);
+};
+}
+
+bool ReduceCrashingNamedMDOps::TestNamedMDOps(
+    std::vector<const MDNode *> &NamedMDOps) {
+  // Convert list to set for fast lookup...
+  SmallPtrSet<const MDNode *, 64> OldMDNodeOps;
+  for (unsigned i = 0, e = NamedMDOps.size(); i != e; ++i) {
+    OldMDNodeOps.insert(NamedMDOps[i]);
+  }
+
+  outs() << "Checking for crash with only " << OldMDNodeOps.size();
+  if (OldMDNodeOps.size() == 1)
+    outs() << " named metadata operand: ";
+  else
+    outs() << " named metadata operands: ";
+
+  ValueToValueMapTy VMap;
+  Module *M = CloneModule(BD.getProgram(), VMap);
+
+  // This is a little wasteful. In the future it might be good if we could have
+  // these dropped during cloning.
+  for (auto &NamedMD : BD.getProgram()->named_metadata()) {
+    // Drop the old one and create a new one
+    M->eraseNamedMetadata(M->getNamedMetadata(NamedMD.getName()));
+    NamedMDNode *NewNamedMDNode =
+        M->getOrInsertNamedMetadata(NamedMD.getName());
+    for (MDNode *op : NamedMD.operands())
+      if (OldMDNodeOps.count(op))
+        NewNamedMDNode->addOperand(cast<MDNode>(MapMetadata(op, VMap)));
+  }
+
+  // Verify that this is still valid.
+  legacy::PassManager Passes;
+  Passes.add(createVerifierPass());
+  Passes.run(*M);
+
+  // Try running on the hacked up program...
+  if (TestFn(BD, M)) {
+    // Make sure to use instruction pointers that point into the now-current
+    // module, and that they don't include any deleted blocks.
+    NamedMDOps.clear();
+    for (const MDNode *Node : OldMDNodeOps)
+      NamedMDOps.push_back(cast<MDNode>(VMap.MD()[Node].get()));
+
+    BD.setNewProgram(M); // It crashed, keep the trimmed version...
+    return true;
+  }
+  delete M; // It didn't crash, try something else.
+  return false;
+}
+
 /// DebugACrash - Given a predicate that determines whether a component crashes
 /// on a program, try to destructively reduce the program while still keeping
 /// the predicate true.
-static bool DebugACrash(BugDriver &BD,  bool (*TestFn)(BugDriver &, Module *)) {
-  bool AnyReduction = false;
-
-  // See if we can get away with nuking all of the global variable initializers
+static bool DebugACrash(BugDriver &BD,
+                        bool (*TestFn)(const BugDriver &, Module *),
+                        std::string &Error) {
+  // See if we can get away with nuking some of the global variable initializers
   // in the program...
-  if (BD.getProgram()->gbegin() != BD.getProgram()->gend()) {
+  if (!NoGlobalRM &&
+      BD.getProgram()->global_begin() != BD.getProgram()->global_end()) {
+    // Now try to reduce the number of global variable initializers in the
+    // module to something small.
     Module *M = CloneModule(BD.getProgram());
     bool DeletedInit = false;
-    for (Module::giterator I = M->gbegin(), E = M->gend(); I != E; ++I)
+
+    for (Module::global_iterator I = M->global_begin(), E = M->global_end();
+         I != E; ++I)
       if (I->hasInitializer()) {
-        I->setInitializer(0);
+        DeleteGlobalInitializer(&*I);
         I->setLinkage(GlobalValue::ExternalLinkage);
         DeletedInit = true;
       }
-    
+
     if (!DeletedInit) {
       delete M;  // No change made...
     } else {
       // See if the program still causes a crash...
-      std::cout << "\nChecking to see if we can delete global inits: ";
-      if (TestFn(BD, M)) {  // Still crashes?
+      outs() << "\nChecking to see if we can delete global inits: ";
+
+      if (TestFn(BD, M)) {      // Still crashes?
         BD.setNewProgram(M);
-        AnyReduction = true;
-        std::cout << "\n*** Able to remove all global initializers!\n";
-      } else {                       // No longer crashes?
-        std::cout << "  - Removing all global inits hides problem!\n";
+        outs() << "\n*** Able to remove all global initializers!\n";
+      } else {                  // No longer crashes?
+        outs() << "  - Removing all global inits hides problem!\n";
         delete M;
+
+        std::vector<GlobalVariable*> GVs;
+
+        for (Module::global_iterator I = BD.getProgram()->global_begin(),
+               E = BD.getProgram()->global_end(); I != E; ++I)
+          if (I->hasInitializer())
+            GVs.push_back(&*I);
+
+        if (GVs.size() > 1 && !BugpointIsInterrupted) {
+          outs() << "\n*** Attempting to reduce the number of global "
+                    << "variables in the testcase\n";
+
+          unsigned OldSize = GVs.size();
+          ReduceCrashingGlobalVariables(BD, TestFn).reduceList(GVs, Error);
+          if (!Error.empty())
+            return true;
+
+          if (GVs.size() < OldSize)
+            BD.EmitProgressBitcode(BD.getProgram(), "reduced-global-variables");
+        }
       }
     }
   }
-  
+
   // Now try to reduce the number of functions in the module to something small.
-  std::vector<const Function*> Functions;
-  for (Module::const_iterator I = BD.getProgram()->begin(),
-         E = BD.getProgram()->end(); I != E; ++I)
-    if (!I->isExternal())
-      Functions.push_back(I);
-
-  if (Functions.size() > 1) {
-    std::cout << "\n*** Attempting to reduce the number of functions "
+  std::vector<Function*> Functions;
+  for (Function &F : *BD.getProgram())
+    if (!F.isDeclaration())
+      Functions.push_back(&F);
+
+  if (Functions.size() > 1 && !BugpointIsInterrupted) {
+    outs() << "\n*** Attempting to reduce the number of functions "
       "in the testcase\n";
 
     unsigned OldSize = Functions.size();
-    ReduceCrashingFunctions(BD, TestFn).reduceList(Functions);
+    ReduceCrashingFunctions(BD, TestFn).reduceList(Functions, Error);
 
-    if (Functions.size() < OldSize) {
-      BD.EmitProgressBytecode("reduced-function");
-      AnyReduction = true;
-    }
+    if (Functions.size() < OldSize)
+      BD.EmitProgressBitcode(BD.getProgram(), "reduced-function");
   }
 
   // Attempt to delete entire basic blocks at a time to speed up
@@ -319,22 +727,38 @@ static bool DebugACrash(BugDriver &BD,  bool (*TestFn)(BugDriver &, Module *)) {
   // to a return instruction then running simplifycfg, which can potentially
   // shrinks the code dramatically quickly
   //
-  if (!DisableSimplifyCFG) {
+  if (!DisableSimplifyCFG && !BugpointIsInterrupted) {
     std::vector<const BasicBlock*> Blocks;
-    for (Module::const_iterator I = BD.getProgram()->begin(),
-           E = BD.getProgram()->end(); I != E; ++I)
-      for (Function::const_iterator FI = I->begin(), E = I->end(); FI !=E; ++FI)
-        Blocks.push_back(FI);
-    ReduceCrashingBlocks(BD, TestFn).reduceList(Blocks);
+    for (Function &F : *BD.getProgram())
+      for (BasicBlock &BB : F)
+        Blocks.push_back(&BB);
+    unsigned OldSize = Blocks.size();
+    ReduceCrashingBlocks(BD, TestFn).reduceList(Blocks, Error);
+    if (Blocks.size() < OldSize)
+      BD.EmitProgressBitcode(BD.getProgram(), "reduced-blocks");
+  }
+
+  // Attempt to delete instructions using bisection. This should help out nasty
+  // cases with large basic blocks where the problem is at one end.
+  if (!BugpointIsInterrupted) {
+    std::vector<const Instruction*> Insts;
+    for (const Function &F : *BD.getProgram())
+      for (const BasicBlock &BB : F)
+        for (const Instruction &I : BB)
+          if (!isa<TerminatorInst>(&I))
+            Insts.push_back(&I);
+
+    ReduceCrashingInstructions(BD, TestFn).reduceList(Insts, Error);
   }
 
   // FIXME: This should use the list reducer to converge faster by deleting
   // larger chunks of instructions at a time!
-  unsigned Simplification = 4;
+  unsigned Simplification = 2;
   do {
+    if (BugpointIsInterrupted) break;
     --Simplification;
-    std::cout << "\n*** Attempting to reduce testcase by deleting instruc"
-              << "tions: Simplification Level #" << Simplification << "\n";
+    outs() << "\n*** Attempting to reduce testcase by deleting instruc"
+           << "tions: Simplification Level #" << Simplification << '\n';
 
     // Now that we have deleted the functions that are unnecessary for the
     // program, try to remove instructions that are not necessary to cause the
@@ -344,56 +768,95 @@ static bool DebugACrash(BugDriver &BD,  bool (*TestFn)(BugDriver &, Module *)) {
     // still triggers failure, keep deleting until we cannot trigger failure
     // anymore.
     //
+    unsigned InstructionsToSkipBeforeDeleting = 0;
   TryAgain:
-    
+
     // Loop over all of the (non-terminator) instructions remaining in the
     // function, attempting to delete them.
+    unsigned CurInstructionNum = 0;
     for (Module::const_iterator FI = BD.getProgram()->begin(),
            E = BD.getProgram()->end(); FI != E; ++FI)
-      if (!FI->isExternal()) {
+      if (!FI->isDeclaration())
         for (Function::const_iterator BI = FI->begin(), E = FI->end(); BI != E;
              ++BI)
           for (BasicBlock::const_iterator I = BI->begin(), E = --BI->end();
-               I != E; ++I) {
-            Module *M = BD.deleteInstructionFromProgram(I, Simplification);
-            
-            // Find out if the pass still crashes on this pass...
-            std::cout << "Checking instruction '" << I->getName() << "': ";
-            if (TestFn(BD, M)) {
-              // Yup, it does, we delete the old module, and continue trying to
-              // reduce the testcase...
-              BD.setNewProgram(M);
-              AnyReduction = true;
-              goto TryAgain;  // I wish I had a multi-level break here!
+               I != E; ++I, ++CurInstructionNum) {
+            if (InstructionsToSkipBeforeDeleting) {
+              --InstructionsToSkipBeforeDeleting;
+            } else {
+              if (BugpointIsInterrupted) goto ExitLoops;
+
+              if (I->isEHPad() || I->getType()->isTokenTy())
+                continue;
+
+              outs() << "Checking instruction: " << *I;
+              std::unique_ptr<Module> M =
+                  BD.deleteInstructionFromProgram(&*I, Simplification);
+
+              // Find out if the pass still crashes on this pass...
+              if (TestFn(BD, M.get())) {
+                // Yup, it does, we delete the old module, and continue trying
+                // to reduce the testcase...
+                BD.setNewProgram(M.release());
+                InstructionsToSkipBeforeDeleting = CurInstructionNum;
+                goto TryAgain;  // I wish I had a multi-level break here!
+              }
             }
-            
-            // This pass didn't crash without this instruction, try the next
-            // one.
-            delete M;
           }
-      }
+
+    if (InstructionsToSkipBeforeDeleting) {
+      InstructionsToSkipBeforeDeleting = 0;
+      goto TryAgain;
+    }
+
   } while (Simplification);
 
+  if (!NoNamedMDRM) {
+    BD.EmitProgressBitcode(BD.getProgram(), "reduced-instructions");
+
+    if (!BugpointIsInterrupted) {
+      // Try to reduce the amount of global metadata (particularly debug info),
+      // by dropping global named metadata that anchors them
+      outs() << "\n*** Attempting to remove named metadata: ";
+      std::vector<std::string> NamedMDNames;
+      for (auto &NamedMD : BD.getProgram()->named_metadata())
+        NamedMDNames.push_back(NamedMD.getName().str());
+      ReduceCrashingNamedMD(BD, TestFn).reduceList(NamedMDNames, Error);
+    }
+
+    if (!BugpointIsInterrupted) {
+      // Now that we quickly dropped all the named metadata that doesn't
+      // contribute to the crash, bisect the operands of the remaining ones
+      std::vector<const MDNode *> NamedMDOps;
+      for (auto &NamedMD : BD.getProgram()->named_metadata())
+        for (auto op : NamedMD.operands())
+          NamedMDOps.push_back(op);
+      ReduceCrashingNamedMDOps(BD, TestFn).reduceList(NamedMDOps, Error);
+    }
+  }
+
+ExitLoops:
+
   // Try to clean up the testcase by running funcresolve and globaldce...
-  std::cout << "\n*** Attempting to perform final cleanups: ";
-  Module *M = CloneModule(BD.getProgram());
-  M = BD.performFinalCleanups(M, true);
-            
-  // Find out if the pass still crashes on the cleaned up program...
-  if (TestFn(BD, M)) {
-    BD.setNewProgram(M);     // Yup, it does, keep the reduced version...
-    AnyReduction = true;
-  } else {
-    delete M;
+  if (!BugpointIsInterrupted) {
+    outs() << "\n*** Attempting to perform final cleanups: ";
+    Module *M = CloneModule(BD.getProgram());
+    M = BD.performFinalCleanups(M, true).release();
+
+    // Find out if the pass still crashes on the cleaned up program...
+    if (TestFn(BD, M)) {
+      BD.setNewProgram(M);     // Yup, it does, keep the reduced version...
+    } else {
+      delete M;
+    }
   }
 
-  if (AnyReduction)
-    BD.EmitProgressBytecode("reduced-simplified");
+  BD.EmitProgressBitcode(BD.getProgram(), "reduced-simplified");
 
-  return false;  
+  return false;
 }
 
-static bool TestForOptimizerCrash(BugDriver &BD, Module *M) {
+static bool TestForOptimizerCrash(const BugDriver &BD, Module *M) {
   return BD.runPasses(M);
 }
 
@@ -401,38 +864,42 @@ static bool TestForOptimizerCrash(BugDriver &BD, Module *M) {
 /// It attempts to prune down the testcase to something reasonable, and figure
 /// out exactly which pass is crashing.
 ///
-bool BugDriver::debugOptimizerCrash() {
-  std::cout << "\n*** Debugging optimizer crash!\n";
+bool BugDriver::debugOptimizerCrash(const std::string &ID) {
+  outs() << "\n*** Debugging optimizer crash!\n";
 
+  std::string Error;
   // Reduce the list of passes which causes the optimizer to crash...
-  unsigned OldSize = PassesToRun.size();
-  ReducePassList(*this).reduceList(PassesToRun);
+  if (!BugpointIsInterrupted && !DontReducePassList)
+    ReducePassList(*this).reduceList(PassesToRun, Error);
+  assert(Error.empty());
 
-  std::cout << "\n*** Found crashing pass"
-            << (PassesToRun.size() == 1 ? ": " : "es: ")
-            << getPassesString(PassesToRun) << "\n";
+  outs() << "\n*** Found crashing pass"
+         << (PassesToRun.size() == 1 ? ": " : "es: ")
+         << getPassesString(PassesToRun) << '\n';
 
-  EmitProgressBytecode("passinput");
+  EmitProgressBitcode(Program, ID);
 
-  return DebugACrash(*this, TestForOptimizerCrash);
+  bool Success = DebugACrash(*this, TestForOptimizerCrash, Error);
+  assert(Error.empty());
+  return Success;
 }
 
-static bool TestForCodeGenCrash(BugDriver &BD, Module *M) {
-  try {
-    std::cerr << "\n";
-    BD.compileProgram(M);
-    return false;
-  } catch (ToolExecutionError &TEE) {
-    std::cerr << "<crash>\n";
+static bool TestForCodeGenCrash(const BugDriver &BD, Module *M) {
+  std::string Error;
+  BD.compileProgram(M, &Error);
+  if (!Error.empty()) {
+    errs() << "<crash>\n";
     return true;  // Tool is still crashing.
   }
+  errs() << '\n';
+  return false;
 }
 
 /// debugCodeGeneratorCrash - This method is called when the code generator
 /// crashes on an input.  It attempts to reduce the input as much as possible
 /// while still causing the code generator to crash.
-bool BugDriver::debugCodeGeneratorCrash() {
-  std::cerr << "*** Debugging code generator crash!\n";
+bool BugDriver::debugCodeGeneratorCrash(std::string &Error) {
+  errs() << "*** Debugging code generator crash!\n";
 
-  return DebugACrash(*this, TestForCodeGenCrash);
+  return DebugACrash(*this, TestForCodeGenCrash, Error);
 }