include/llvm/Analysis/AliasAnalysis.h

   1 //===- llvm/Analysis/AliasAnalysis.h - Alias Analysis Interface -*- C++ -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
   6 // the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file defines the generic AliasAnalysis interface, which is used as the
  11 // common interface used by all clients of alias analysis information, and
  12 // implemented by all alias analysis implementations.  Mod/Ref information is
  13 // also captured by this interface.
  14 //
  15 // Implementations of this interface must implement the various virtual methods,
  16 // which automatically provides functionality for the entire suite of client
  17 // APIs.
  18 //
  19 // This API represents memory as a (Pointer, Size) pair.  The Pointer component
  20 // specifies the base memory address of the region, the Size specifies how large
  21 // of an area is being queried.  If Size is 0, two pointers only alias if they
  22 // are exactly equal.  If size is greater than zero, but small, the two pointers
  23 // alias if the areas pointed to overlap.  If the size is very large (ie, ~0U),
  24 // then the two pointers alias if they may be pointing to components of the same
  25 // memory object.  Pointers that point to two completely different objects in
  26 // memory never alias, regardless of the value of the Size component.
  27 //
  28 //===----------------------------------------------------------------------===//
  29
  30 #ifndef LLVM_ANALYSIS_ALIAS_ANALYSIS_H
  31 #define LLVM_ANALYSIS_ALIAS_ANALYSIS_H
  32
  33 #include "llvm/Support/CallSite.h"
  34 #include "llvm/Pass.h"    // Need this for IncludeFile
  35
  36 namespace llvm {
  37
  38 class LoadInst;
  39 class StoreInst;
  40 class TargetData;
  41
  42 class AliasAnalysis {
  43   const TargetData *TD;
  44 protected:
  45   /// InitializeAliasAnalysis - Subclasses must call this method to initialize
  46   /// the AliasAnalysis interface before any other methods are called.  This is
  47   /// typically called by the run* methods of these subclasses.  This may be
  48   /// called multiple times.
  49   ///
  50   void InitializeAliasAnalysis(Pass *P);
  51
  52   // getAnalysisUsage - All alias analysis implementations should invoke this
  53   // directly (using AliasAnalysis::getAnalysisUsage(AU)) to make sure that
  54   // TargetData is required by the pass.
  55   virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
  56
  57 public:
  58   AliasAnalysis() : TD(0) {}
  59   virtual ~AliasAnalysis();  // We want to be subclassed
  60
  61   /// getTargetData - Every alias analysis implementation depends on the size of
  62   /// data items in the current Target.  This provides a uniform way to handle
  63   /// it.
  64   ///
  65   const TargetData &getTargetData() const { return *TD; }
  66
  67   //===--------------------------------------------------------------------===//
  68   /// Alias Queries...
  69   ///
  70
  71   /// Alias analysis result - Either we know for sure that it does not alias, we
  72   /// know for sure it must alias, or we don't know anything: The two pointers
  73   /// _might_ alias.  This enum is designed so you can do things like:
  74   ///     if (AA.alias(P1, P2)) { ... }
  75   /// to check to see if two pointers might alias.
  76   ///
  77   enum AliasResult { NoAlias = 0, MayAlias = 1, MustAlias = 2 };
  78
  79   /// alias - The main low level interface to the alias analysis implementation.
  80   /// Returns a Result indicating whether the two pointers are aliased to each
  81   /// other.  This is the interface that must be implemented by specific alias
  82   /// analysis implementations.
  83   ///
  84   virtual AliasResult alias(const Value *V1, unsigned V1Size,
  85                             const Value *V2, unsigned V2Size) {
  86     return MayAlias;
  87   }
  88
  89   /// getMustAliases - If there are any pointers known that must alias this
  90   /// pointer, return them now.  This allows alias-set based alias analyses to
  91   /// perform a form a value numbering (which is exposed by load-vn).  If an
  92   /// alias analysis supports this, it should ADD any must aliased pointers to
  93   /// the specified vector.
  94   ///
  95   virtual void getMustAliases(Value *P, std::vector<Value*> &RetVals) {}
  96
  97   /// pointsToConstantMemory - If the specified pointer is known to point into
  98   /// constant global memory, return true.  This allows disambiguation of store
  99   /// instructions from constant pointers.
 100   ///
 101   virtual bool pointsToConstantMemory(const Value *P) { return false; }
 102
 103   /// doesNotAccessMemory - If the specified function is known to never read or
 104   /// write memory, return true.
 105   ///
 106   /// Many optimizations (such as CSE and LICM) can be performed on calls to it,
 107   /// without worrying about aliasing properties, and many functions have this
 108   /// property (e.g. 'sin' and 'cos').
 109   ///
 110   /// This property corresponds to the GCC 'const' attribute.
 111   ///
 112   virtual bool doesNotAccessMemory(Function *F) { return false; }
 113
 114   /// onlyReadsMemory - If the specified function is known to only read from
 115   /// non-volatile memory (or not access memory at all), return true.
 116   ///
 117   /// This property allows many common optimizations to be performed in the
 118   /// absence of interfering store instructions, such as CSE of strlen calls.
 119   ///
 120   /// This property corresponds to the GCC 'pure' attribute.
 121   ///
 122   virtual bool onlyReadsMemory(Function *F) { return doesNotAccessMemory(F); }
 123
 124
 125   //===--------------------------------------------------------------------===//
 126   /// Simple mod/ref information...
 127   ///
 128
 129   /// ModRefResult - Represent the result of a mod/ref query.  Mod and Ref are
 130   /// bits which may be or'd together.
 131   ///
 132   enum ModRefResult { NoModRef = 0, Ref = 1, Mod = 2, ModRef = 3 };
 133
 134   /// getModRefInfo - Return information about whether or not an instruction may
 135   /// read or write memory specified by the pointer operand.  An instruction
 136   /// that doesn't read or write memory may be trivially LICM'd for example.
 137
 138   /// getModRefInfo (for call sites) - Return whether information about whether
 139   /// a particular call site modifies or reads the memory specified by the
 140   /// pointer.
 141   ///
 142   virtual ModRefResult getModRefInfo(CallSite CS, Value *P, unsigned Size) {
 143     // If P points to a constant memory location, the call definitely could not
 144     // modify the memory location.
 145     return pointsToConstantMemory(P) ? Ref : ModRef;
 146   }
 147
 148   /// getModRefInfo - Return information about whether two call sites may refer
 149   /// to the same set of memory locations.  This function returns NoModRef if
 150   /// the two calls refer to disjoint memory locations, Ref if they both read
 151   /// some of the same memory, Mod if they both write to some of the same
 152   /// memory, and ModRef if they read and write to the same memory.
 153   ///
 154   virtual ModRefResult getModRefInfo(CallSite CS1, CallSite CS2) {
 155     return ModRef;
 156   }
 157
 158   /// Convenience functions...
 159   ModRefResult getModRefInfo(LoadInst *L, Value *P, unsigned Size);
 160   ModRefResult getModRefInfo(StoreInst*S, Value *P, unsigned Size);
 161   ModRefResult getModRefInfo(CallInst  *C, Value *P, unsigned Size) {
 162     return getModRefInfo(CallSite(C), P, Size);
 163   }
 164   ModRefResult getModRefInfo(InvokeInst*I, Value *P, unsigned Size) {
 165     return getModRefInfo(CallSite(I), P, Size);
 166   }
 167   ModRefResult getModRefInfo(Instruction *I, Value *P, unsigned Size) {
 168     switch (I->getOpcode()) {
 169     case Instruction::Load:   return getModRefInfo((LoadInst*)I, P, Size);
 170     case Instruction::Store:  return getModRefInfo((StoreInst*)I, P, Size);
 171     case Instruction::Call:   return getModRefInfo((CallInst*)I, P, Size);
 172     case Instruction::Invoke: return getModRefInfo((InvokeInst*)I, P, Size);
 173     default:                  return NoModRef;
 174     }
 175   }
 176
 177   /// canBasicBlockModify - Return true if it is possible for execution of the
 178   /// specified basic block to modify the value pointed to by Ptr.
 179   ///
 180   bool canBasicBlockModify(const BasicBlock &BB, const Value *P, unsigned Size);
 181
 182   /// canInstructionRangeModify - Return true if it is possible for the
 183   /// execution of the specified instructions to modify the value pointed to by
 184   /// Ptr.  The instructions to consider are all of the instructions in the
 185   /// range of [I1,I2] INCLUSIVE.  I1 and I2 must be in the same basic block.
 186   ///
 187   bool canInstructionRangeModify(const Instruction &I1, const Instruction &I2,
 188                                  const Value *Ptr, unsigned Size);
 189 };
 190
 191 // Because of the way .a files work, we must force the BasicAA implementation to
 192 // be pulled in if the AliasAnalysis header is included.  Otherwise we run
 193 // the risk of AliasAnalysis being used, but the default implementation not
 194 // being linked into the tool that uses it.
 195 //
 196 extern void BasicAAStub();
 197 static IncludeFile HDR_INCLUDE_BASICAA_CPP((void*)&BasicAAStub);
 198
 199 } // End llvm namespace
 200
 201 #endif