[PowerPC] Do not emit record-form rotates when record-form andi/andis suffices
[llvm-core.git] / docs / CommandGuide / FileCheck.rst
blob75df8a6226893050345619bf7c0db90d610ad449
1 FileCheck - Flexible pattern matching file verifier
2 ===================================================
4 SYNOPSIS
5 --------
7 :program:`FileCheck` *match-filename* [*--check-prefix=XXX*] [*--strict-whitespace*]
9 DESCRIPTION
10 -----------
12 :program:`FileCheck` reads two files (one from standard input, and one
13 specified on the command line) and uses one to verify the other.  This
14 behavior is particularly useful for the testsuite, which wants to verify that
15 the output of some tool (e.g. :program:`llc`) contains the expected information
16 (for example, a movsd from esp or whatever is interesting).  This is similar to
17 using :program:`grep`, but it is optimized for matching multiple different
18 inputs in one file in a specific order.
20 The ``match-filename`` file specifies the file that contains the patterns to
21 match.  The file to verify is read from standard input unless the
22 :option:`--input-file` option is used.
24 OPTIONS
25 -------
27 .. option:: -help
29  Print a summary of command line options.
31 .. option:: --check-prefix prefix
33  FileCheck searches the contents of ``match-filename`` for patterns to
34  match.  By default, these patterns are prefixed with "``CHECK:``".
35  If you'd like to use a different prefix (e.g. because the same input
36  file is checking multiple different tool or options), the
37  :option:`--check-prefix` argument allows you to specify one or more
38  prefixes to match. Multiple prefixes are useful for tests which might
39  change for different run options, but most lines remain the same.
41 .. option:: --check-prefixes prefix1,prefix2,...
43  An alias of :option:`--check-prefix` that allows multiple prefixes to be
44  specified as a comma separated list.
46 .. option:: --input-file filename
48   File to check (defaults to stdin).
50 .. option:: --match-full-lines
52  By default, FileCheck allows matches of anywhere on a line. This
53  option will require all positive matches to cover an entire
54  line. Leading and trailing whitespace is ignored, unless
55  :option:`--strict-whitespace` is also specified. (Note: negative
56  matches from ``CHECK-NOT`` are not affected by this option!)
58  Passing this option is equivalent to inserting ``{{^ *}}`` or
59  ``{{^}}`` before, and ``{{ *$}}`` or ``{{$}}`` after every positive
60  check pattern.
62 .. option:: --strict-whitespace
64  By default, FileCheck canonicalizes input horizontal whitespace (spaces and
65  tabs) which causes it to ignore these differences (a space will match a tab).
66  The :option:`--strict-whitespace` argument disables this behavior. End-of-line
67  sequences are canonicalized to UNIX-style ``\n`` in all modes.
69 .. option:: --implicit-check-not check-pattern
71   Adds implicit negative checks for the specified patterns between positive
72   checks. The option allows writing stricter tests without stuffing them with
73   ``CHECK-NOT``\ s.
75   For example, "``--implicit-check-not warning:``" can be useful when testing
76   diagnostic messages from tools that don't have an option similar to ``clang
77   -verify``. With this option FileCheck will verify that input does not contain
78   warnings not covered by any ``CHECK:`` patterns.
80 .. option:: --dump-input-on-failure
82   When the check fails, dump all of the original input.
84 .. option:: --enable-var-scope
86   Enables scope for regex variables.
88   Variables with names that start with ``$`` are considered global and
89   remain set throughout the file.
91   All other variables get undefined after each encountered ``CHECK-LABEL``.
93 .. option:: -D<VAR=VALUE>
95   Sets a filecheck variable ``VAR`` with value ``VALUE`` that can be used in
96   ``CHECK:`` lines.
98 .. option:: -version
100  Show the version number of this program.
102 .. option:: -v
104   Print directive pattern matches.
106 .. option:: -vv
108   Print information helpful in diagnosing internal FileCheck issues, such as
109   discarded overlapping ``CHECK-DAG:`` matches, implicit EOF pattern matches,
110   and ``CHECK-NOT:`` patterns that do not have matches.  Implies ``-v``.
112 .. option:: --allow-deprecated-dag-overlap
114   Enable overlapping among matches in a group of consecutive ``CHECK-DAG:``
115   directives.  This option is deprecated and is only provided for convenience
116   as old tests are migrated to the new non-overlapping ``CHECK-DAG:``
117   implementation.
119 EXIT STATUS
120 -----------
122 If :program:`FileCheck` verifies that the file matches the expected contents,
123 it exits with 0.  Otherwise, if not, or if an error occurs, it will exit with a
124 non-zero value.
126 TUTORIAL
127 --------
129 FileCheck is typically used from LLVM regression tests, being invoked on the RUN
130 line of the test.  A simple example of using FileCheck from a RUN line looks
131 like this:
133 .. code-block:: llvm
135    ; RUN: llvm-as < %s | llc -march=x86-64 | FileCheck %s
137 This syntax says to pipe the current file ("``%s``") into ``llvm-as``, pipe
138 that into ``llc``, then pipe the output of ``llc`` into ``FileCheck``.  This
139 means that FileCheck will be verifying its standard input (the llc output)
140 against the filename argument specified (the original ``.ll`` file specified by
141 "``%s``").  To see how this works, let's look at the rest of the ``.ll`` file
142 (after the RUN line):
144 .. code-block:: llvm
146    define void @sub1(i32* %p, i32 %v) {
147    entry:
148    ; CHECK: sub1:
149    ; CHECK: subl
150            %0 = tail call i32 @llvm.atomic.load.sub.i32.p0i32(i32* %p, i32 %v)
151            ret void
152    }
154    define void @inc4(i64* %p) {
155    entry:
156    ; CHECK: inc4:
157    ; CHECK: incq
158            %0 = tail call i64 @llvm.atomic.load.add.i64.p0i64(i64* %p, i64 1)
159            ret void
160    }
162 Here you can see some "``CHECK:``" lines specified in comments.  Now you can
163 see how the file is piped into ``llvm-as``, then ``llc``, and the machine code
164 output is what we are verifying.  FileCheck checks the machine code output to
165 verify that it matches what the "``CHECK:``" lines specify.
167 The syntax of the "``CHECK:``" lines is very simple: they are fixed strings that
168 must occur in order.  FileCheck defaults to ignoring horizontal whitespace
169 differences (e.g. a space is allowed to match a tab) but otherwise, the contents
170 of the "``CHECK:``" line is required to match some thing in the test file exactly.
172 One nice thing about FileCheck (compared to grep) is that it allows merging
173 test cases together into logical groups.  For example, because the test above
174 is checking for the "``sub1:``" and "``inc4:``" labels, it will not match
175 unless there is a "``subl``" in between those labels.  If it existed somewhere
176 else in the file, that would not count: "``grep subl``" matches if "``subl``"
177 exists anywhere in the file.
179 The FileCheck -check-prefix option
180 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
182 The FileCheck `-check-prefix` option allows multiple test
183 configurations to be driven from one `.ll` file.  This is useful in many
184 circumstances, for example, testing different architectural variants with
185 :program:`llc`.  Here's a simple example:
187 .. code-block:: llvm
189    ; RUN: llvm-as < %s | llc -mtriple=i686-apple-darwin9 -mattr=sse41 \
190    ; RUN:              | FileCheck %s -check-prefix=X32
191    ; RUN: llvm-as < %s | llc -mtriple=x86_64-apple-darwin9 -mattr=sse41 \
192    ; RUN:              | FileCheck %s -check-prefix=X64
194    define <4 x i32> @pinsrd_1(i32 %s, <4 x i32> %tmp) nounwind {
195            %tmp1 = insertelement <4 x i32>; %tmp, i32 %s, i32 1
196            ret <4 x i32> %tmp1
197    ; X32: pinsrd_1:
198    ; X32:    pinsrd $1, 4(%esp), %xmm0
200    ; X64: pinsrd_1:
201    ; X64:    pinsrd $1, %edi, %xmm0
202    }
204 In this case, we're testing that we get the expected code generation with
205 both 32-bit and 64-bit code generation.
207 The "CHECK-NEXT:" directive
208 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
210 Sometimes you want to match lines and would like to verify that matches
211 happen on exactly consecutive lines with no other lines in between them.  In
212 this case, you can use "``CHECK:``" and "``CHECK-NEXT:``" directives to specify
213 this.  If you specified a custom check prefix, just use "``<PREFIX>-NEXT:``".
214 For example, something like this works as you'd expect:
216 .. code-block:: llvm
218    define void @t2(<2 x double>* %r, <2 x double>* %A, double %B) {
219         %tmp3 = load <2 x double>* %A, align 16
220         %tmp7 = insertelement <2 x double> undef, double %B, i32 0
221         %tmp9 = shufflevector <2 x double> %tmp3,
222                                <2 x double> %tmp7,
223                                <2 x i32> < i32 0, i32 2 >
224         store <2 x double> %tmp9, <2 x double>* %r, align 16
225         ret void
227    ; CHECK:          t2:
228    ; CHECK:             movl    8(%esp), %eax
229    ; CHECK-NEXT:        movapd  (%eax), %xmm0
230    ; CHECK-NEXT:        movhpd  12(%esp), %xmm0
231    ; CHECK-NEXT:        movl    4(%esp), %eax
232    ; CHECK-NEXT:        movapd  %xmm0, (%eax)
233    ; CHECK-NEXT:        ret
234    }
236 "``CHECK-NEXT:``" directives reject the input unless there is exactly one
237 newline between it and the previous directive.  A "``CHECK-NEXT:``" cannot be
238 the first directive in a file.
240 The "CHECK-SAME:" directive
241 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
243 Sometimes you want to match lines and would like to verify that matches happen
244 on the same line as the previous match.  In this case, you can use "``CHECK:``"
245 and "``CHECK-SAME:``" directives to specify this.  If you specified a custom
246 check prefix, just use "``<PREFIX>-SAME:``".
248 "``CHECK-SAME:``" is particularly powerful in conjunction with "``CHECK-NOT:``"
249 (described below).
251 For example, the following works like you'd expect:
253 .. code-block:: llvm
255    !0 = !DILocation(line: 5, scope: !1, inlinedAt: !2)
257    ; CHECK:       !DILocation(line: 5,
258    ; CHECK-NOT:               column:
259    ; CHECK-SAME:              scope: ![[SCOPE:[0-9]+]]
261 "``CHECK-SAME:``" directives reject the input if there are any newlines between
262 it and the previous directive.  A "``CHECK-SAME:``" cannot be the first
263 directive in a file.
265 The "CHECK-EMPTY:" directive
266 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
268 If you need to check that the next line has nothing on it, not even whitespace,
269 you can use the "``CHECK-EMPTY:``" directive.
271 .. code-block:: llvm
273    declare void @foo()
275    declare void @bar()
276    ; CHECK: foo
277    ; CHECK-EMPTY:
278    ; CHECK-NEXT: bar
280 Just like "``CHECK-NEXT:``" the directive will fail if there is more than one
281 newline before it finds the next blank line, and it cannot be the first
282 directive in a file.
284 The "CHECK-NOT:" directive
285 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
287 The "``CHECK-NOT:``" directive is used to verify that a string doesn't occur
288 between two matches (or before the first match, or after the last match).  For
289 example, to verify that a load is removed by a transformation, a test like this
290 can be used:
292 .. code-block:: llvm
294    define i8 @coerce_offset0(i32 %V, i32* %P) {
295      store i32 %V, i32* %P
297      %P2 = bitcast i32* %P to i8*
298      %P3 = getelementptr i8* %P2, i32 2
300      %A = load i8* %P3
301      ret i8 %A
302    ; CHECK: @coerce_offset0
303    ; CHECK-NOT: load
304    ; CHECK: ret i8
305    }
307 The "CHECK-DAG:" directive
308 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
310 If it's necessary to match strings that don't occur in a strictly sequential
311 order, "``CHECK-DAG:``" could be used to verify them between two matches (or
312 before the first match, or after the last match). For example, clang emits
313 vtable globals in reverse order. Using ``CHECK-DAG:``, we can keep the checks
314 in the natural order:
316 .. code-block:: c++
318     // RUN: %clang_cc1 %s -emit-llvm -o - | FileCheck %s
320     struct Foo { virtual void method(); };
321     Foo f;  // emit vtable
322     // CHECK-DAG: @_ZTV3Foo =
324     struct Bar { virtual void method(); };
325     Bar b;
326     // CHECK-DAG: @_ZTV3Bar =
328 ``CHECK-NOT:`` directives could be mixed with ``CHECK-DAG:`` directives to
329 exclude strings between the surrounding ``CHECK-DAG:`` directives. As a result,
330 the surrounding ``CHECK-DAG:`` directives cannot be reordered, i.e. all
331 occurrences matching ``CHECK-DAG:`` before ``CHECK-NOT:`` must not fall behind
332 occurrences matching ``CHECK-DAG:`` after ``CHECK-NOT:``. For example,
334 .. code-block:: llvm
336    ; CHECK-DAG: BEFORE
337    ; CHECK-NOT: NOT
338    ; CHECK-DAG: AFTER
340 This case will reject input strings where ``BEFORE`` occurs after ``AFTER``.
342 With captured variables, ``CHECK-DAG:`` is able to match valid topological
343 orderings of a DAG with edges from the definition of a variable to its use.
344 It's useful, e.g., when your test cases need to match different output
345 sequences from the instruction scheduler. For example,
347 .. code-block:: llvm
349    ; CHECK-DAG: add [[REG1:r[0-9]+]], r1, r2
350    ; CHECK-DAG: add [[REG2:r[0-9]+]], r3, r4
351    ; CHECK:     mul r5, [[REG1]], [[REG2]]
353 In this case, any order of that two ``add`` instructions will be allowed.
355 If you are defining `and` using variables in the same ``CHECK-DAG:`` block,
356 be aware that the definition rule can match `after` its use.
358 So, for instance, the code below will pass:
360 .. code-block:: text
362   ; CHECK-DAG: vmov.32 [[REG2:d[0-9]+]][0]
363   ; CHECK-DAG: vmov.32 [[REG2]][1]
364   vmov.32 d0[1]
365   vmov.32 d0[0]
367 While this other code, will not:
369 .. code-block:: text
371   ; CHECK-DAG: vmov.32 [[REG2:d[0-9]+]][0]
372   ; CHECK-DAG: vmov.32 [[REG2]][1]
373   vmov.32 d1[1]
374   vmov.32 d0[0]
376 While this can be very useful, it's also dangerous, because in the case of
377 register sequence, you must have a strong order (read before write, copy before
378 use, etc). If the definition your test is looking for doesn't match (because
379 of a bug in the compiler), it may match further away from the use, and mask
380 real bugs away.
382 In those cases, to enforce the order, use a non-DAG directive between DAG-blocks.
384 A ``CHECK-DAG:`` directive skips matches that overlap the matches of any
385 preceding ``CHECK-DAG:`` directives in the same ``CHECK-DAG:`` block.  Not only
386 is this non-overlapping behavior consistent with other directives, but it's
387 also necessary to handle sets of non-unique strings or patterns.  For example,
388 the following directives look for unordered log entries for two tasks in a
389 parallel program, such as the OpenMP runtime:
391 .. code-block:: text
393     // CHECK-DAG: [[THREAD_ID:[0-9]+]]: task_begin
394     // CHECK-DAG: [[THREAD_ID]]: task_end
395     //
396     // CHECK-DAG: [[THREAD_ID:[0-9]+]]: task_begin
397     // CHECK-DAG: [[THREAD_ID]]: task_end
399 The second pair of directives is guaranteed not to match the same log entries
400 as the first pair even though the patterns are identical and even if the text
401 of the log entries is identical because the thread ID manages to be reused.
403 The "CHECK-LABEL:" directive
404 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
406 Sometimes in a file containing multiple tests divided into logical blocks, one
407 or more ``CHECK:`` directives may inadvertently succeed by matching lines in a
408 later block. While an error will usually eventually be generated, the check
409 flagged as causing the error may not actually bear any relationship to the
410 actual source of the problem.
412 In order to produce better error messages in these cases, the "``CHECK-LABEL:``"
413 directive can be used. It is treated identically to a normal ``CHECK``
414 directive except that FileCheck makes an additional assumption that a line
415 matched by the directive cannot also be matched by any other check present in
416 ``match-filename``; this is intended to be used for lines containing labels or
417 other unique identifiers. Conceptually, the presence of ``CHECK-LABEL`` divides
418 the input stream into separate blocks, each of which is processed independently,
419 preventing a ``CHECK:`` directive in one block matching a line in another block.
420 If ``--enable-var-scope`` is in effect, all local variables are cleared at the
421 beginning of the block.
423 For example,
425 .. code-block:: llvm
427   define %struct.C* @C_ctor_base(%struct.C* %this, i32 %x) {
428   entry:
429   ; CHECK-LABEL: C_ctor_base:
430   ; CHECK: mov [[SAVETHIS:r[0-9]+]], r0
431   ; CHECK: bl A_ctor_base
432   ; CHECK: mov r0, [[SAVETHIS]]
433     %0 = bitcast %struct.C* %this to %struct.A*
434     %call = tail call %struct.A* @A_ctor_base(%struct.A* %0)
435     %1 = bitcast %struct.C* %this to %struct.B*
436     %call2 = tail call %struct.B* @B_ctor_base(%struct.B* %1, i32 %x)
437     ret %struct.C* %this
438   }
440   define %struct.D* @D_ctor_base(%struct.D* %this, i32 %x) {
441   entry:
442   ; CHECK-LABEL: D_ctor_base:
444 The use of ``CHECK-LABEL:`` directives in this case ensures that the three
445 ``CHECK:`` directives only accept lines corresponding to the body of the
446 ``@C_ctor_base`` function, even if the patterns match lines found later in
447 the file. Furthermore, if one of these three ``CHECK:`` directives fail,
448 FileCheck will recover by continuing to the next block, allowing multiple test
449 failures to be detected in a single invocation.
451 There is no requirement that ``CHECK-LABEL:`` directives contain strings that
452 correspond to actual syntactic labels in a source or output language: they must
453 simply uniquely match a single line in the file being verified.
455 ``CHECK-LABEL:`` directives cannot contain variable definitions or uses.
457 FileCheck Pattern Matching Syntax
458 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
460 All FileCheck directives take a pattern to match.
461 For most uses of FileCheck, fixed string matching is perfectly sufficient.  For
462 some things, a more flexible form of matching is desired.  To support this,
463 FileCheck allows you to specify regular expressions in matching strings,
464 surrounded by double braces: ``{{yourregex}}``. FileCheck implements a POSIX
465 regular expression matcher; it supports Extended POSIX regular expressions
466 (ERE). Because we want to use fixed string matching for a majority of what we
467 do, FileCheck has been designed to support mixing and matching fixed string
468 matching with regular expressions.  This allows you to write things like this:
470 .. code-block:: llvm
472    ; CHECK: movhpd      {{[0-9]+}}(%esp), {{%xmm[0-7]}}
474 In this case, any offset from the ESP register will be allowed, and any xmm
475 register will be allowed.
477 Because regular expressions are enclosed with double braces, they are
478 visually distinct, and you don't need to use escape characters within the double
479 braces like you would in C.  In the rare case that you want to match double
480 braces explicitly from the input, you can use something ugly like
481 ``{{[{][{]}}`` as your pattern.
483 FileCheck Variables
484 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
486 It is often useful to match a pattern and then verify that it occurs again
487 later in the file.  For codegen tests, this can be useful to allow any register,
488 but verify that that register is used consistently later.  To do this,
489 :program:`FileCheck` allows named variables to be defined and substituted into
490 patterns.  Here is a simple example:
492 .. code-block:: llvm
494    ; CHECK: test5:
495    ; CHECK:    notw     [[REGISTER:%[a-z]+]]
496    ; CHECK:    andw     {{.*}}[[REGISTER]]
498 The first check line matches a regex ``%[a-z]+`` and captures it into the
499 variable ``REGISTER``.  The second line verifies that whatever is in
500 ``REGISTER`` occurs later in the file after an "``andw``".  :program:`FileCheck`
501 variable references are always contained in ``[[ ]]`` pairs, and their names can
502 be formed with the regex ``[a-zA-Z_][a-zA-Z0-9_]*``.  If a colon follows the name,
503 then it is a definition of the variable; otherwise, it is a use.
505 :program:`FileCheck` variables can be defined multiple times, and uses always
506 get the latest value.  Variables can also be used later on the same line they
507 were defined on. For example:
509 .. code-block:: llvm
511     ; CHECK: op [[REG:r[0-9]+]], [[REG]]
513 Can be useful if you want the operands of ``op`` to be the same register,
514 and don't care exactly which register it is.
516 If ``--enable-var-scope`` is in effect, variables with names that
517 start with ``$`` are considered to be global. All others variables are
518 local.  All local variables get undefined at the beginning of each
519 CHECK-LABEL block. Global variables are not affected by CHECK-LABEL.
520 This makes it easier to ensure that individual tests are not affected
521 by variables set in preceding tests.
523 FileCheck Expressions
524 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
526 Sometimes there's a need to verify output which refers line numbers of the
527 match file, e.g. when testing compiler diagnostics.  This introduces a certain
528 fragility of the match file structure, as "``CHECK:``" lines contain absolute
529 line numbers in the same file, which have to be updated whenever line numbers
530 change due to text addition or deletion.
532 To support this case, FileCheck allows using ``[[@LINE]]``,
533 ``[[@LINE+<offset>]]``, ``[[@LINE-<offset>]]`` expressions in patterns. These
534 expressions expand to a number of the line where a pattern is located (with an
535 optional integer offset).
537 This way match patterns can be put near the relevant test lines and include
538 relative line number references, for example:
540 .. code-block:: c++
542    // CHECK: test.cpp:[[@LINE+4]]:6: error: expected ';' after top level declarator
543    // CHECK-NEXT: {{^int a}}
544    // CHECK-NEXT: {{^     \^}}
545    // CHECK-NEXT: {{^     ;}}
546    int a
548 Matching Newline Characters
549 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
551 To match newline characters in regular expressions the character class
552 ``[[:space:]]`` can be used. For example, the following pattern:
554 .. code-block:: c++
556    // CHECK: DW_AT_location [DW_FORM_sec_offset] ([[DLOC:0x[0-9a-f]+]]){{[[:space:]].*}}"intd"
558 matches output of the form (from llvm-dwarfdump):
560 .. code-block:: text
562        DW_AT_location [DW_FORM_sec_offset]   (0x00000233)
563        DW_AT_name [DW_FORM_strp]  ( .debug_str[0x000000c9] = "intd")
565 letting us set the :program:`FileCheck` variable ``DLOC`` to the desired value 
566 ``0x00000233``, extracted from the line immediately preceding "``intd``".