Случайная генерация C-программ с плавающей точкой

Question

Кто-нибудь знает случайный генератор программ на C, которые включают вычисления с плавающей точкой?

Я ищу что-то, что было бы немного похоже на Csmith, за исключением того, что Csmith не генерирует выражения с плавающей запятой, и что он генерирует тонны других конструкций, что делает его немного трудным для изменения. Генерация последовательных вычислений была бы хорошим началом для моей цели, если бы они включали некоторые вычисления с плавающей точкой. Условные выражения были бы еще лучше, но мне не понадобились бы циклы, указатели или даже массивы.

Поскольку во многих языках используется C-подобный синтаксис, такой генератор не обязательно должен быть специфичным для C. Даже если он специфичен для другого C-подобного языка, я мог бы обработать текстовую сгенерированную программу для этого языка в С программой.

РЕДАКТИРОВАТЬ: вот фрагмент программы, созданной Csmith, чтобы уточнить, что я ищу.

...
int64_t *l_374 = &g_189;
int32_t l_375 = (-1L);
int i, j, k;
l_375 &= ((g_106 == ((*l_374) = (&g_324[4] == l_373[0][0][5]))) < 0x80C8L);
return (*g_207);
...

Я также должен уточнить, что, принимая программу Csmith и заменяя, скажем, int64_t с float может дать синтаксически правильную программу на C, она почти наверняка не даст определенной программы. Я могу проверить, содержит ли замещенная программа неопределенное поведение, но это недешево, и если мне придется отклонить 99% замещенных программ, потому что они неопределенные, процесс будет слишком медленным, чтобы быть полезным.

Answer 1

Я начал с небольшого фаззера с плавающей точкой. Пока это мало что делает, но начинать нужно с чего-то.

Вот пример использования для сравнения компиляторов, генерирующих инструкции SSE2, которые, как я утверждаю, не имеют оправдания для получения разных результатов:

#include <stdio.h>
double x0 = 35945970.47e-83;
double x1 = (973e-37+(5626073.612783921311173024e-76*231.106261545926274055e1*66390306733994e-1*420514.99786508*654374994.1249111e-35*5201.6039804e56)+(2.93604195+33e-50)+(969222843.32046212043603+1734e01)+(0166605914e8+6701040019050623e-23+32591206968562.6e-11+90771798.753788905)+(328e-49/944642906580982081e7));

int main(){
  x0 = (((x1*534425399171e0)*(x1*x0*x0)*(x1*x0*57063248719.703555336277392e-36*x0*472e57*65189741246535e-1)*x1*(x1/22393742341e70)*(x1+x0+x0+x0))-((843193503867271987e3*61.949746266e23*x1*x1*x0)/(x1/x1)));
  x0 = ((x0+x1+x1+x1+x0)-(x0*506680.0005767722e66*396.650621163*70798334426455964.1*x1*305369e14));
  x1 = 660098705340e-21;
  printf("%a\n", x0);
}

Для этой программы gcc а также clang (которые на этой платформе генерируют инструкции SSE2) генерируют исполняемые файлы, которые вычисляют одно и то же:

~/genfloat $ gcc t.c ; ./a.out 
0x1.5c5a77a63c1d6p+430
~/genfloat $ clang t.c ; ./a.out 
0x1.5c5a77a63c1d6p+430

Я также намереваюсь протестировать статический анализатор, который должен предсказывать все возможные результаты, которые могут быть получены с помощью программы, скомпилированной с инструкциями x87, непредсказуемым образом передавая некоторые промежуточные результаты в ячейки памяти с двойной точностью:

~/genfloat $ frama-c -val -float-hex -all-rounding-modes t.c 
...
      x0 ∈ [0x1.5c5a77a63c1cap430 .. 0x1.5c5a77a63c1e8p430]

Вышесказанное является серьезным заявлением, которое необходимо проверить.

Answer 2

Моя программа manydl.c делает нечто очень похожее (на целые числа). Вы можете легко адаптировать его к вашим потребностям.

Я написал это как крошечный хак, чтобы убедить некоторых людей, особенно Жака Питра, в том, что система Linux может dlopen очень большое количество (более ста тысяч) общих объектов, эта программа генерирует случайный код C, ориентированный на целые числа, и компилирует и dlopen-s затем выполняет много из них. Вы можете адаптировать его к потребностям с плавающей запятой. Я спроектировал свой manydl.c так что он генерирует случайные, но завершающие программы на C, так что вы можете адаптировать его к плавающему (просто выберите операции, которые заканчиваются и дешевы, как я сделал).

Спроси меня больше во время кофе

^{(так как мы близкие коллеги)}