[LAA] Begin moving the logic of generating checks out of addRuntimeCheck
[oota-llvm.git] / include / llvm / Analysis / LoopAccessAnalysis.h
1 //===- llvm/Analysis/LoopAccessAnalysis.h -----------------------*- C++ -*-===//
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 file defines the interface for the loop memory dependence framework that
11 // was originally developed for the Loop Vectorizer.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #ifndef LLVM_ANALYSIS_LOOPACCESSANALYSIS_H
16 #define LLVM_ANALYSIS_LOOPACCESSANALYSIS_H
17
18 #include "llvm/ADT/EquivalenceClasses.h"
19 #include "llvm/ADT/Optional.h"
20 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
21 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
22 #include "llvm/Analysis/AliasSetTracker.h"
23 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolutionExpressions.h"
24 #include "llvm/IR/ValueHandle.h"
25 #include "llvm/Pass.h"
26 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
27
28 namespace llvm {
29
30 class Value;
31 class DataLayout;
32 class AliasAnalysis;
33 class ScalarEvolution;
34 class Loop;
35 class SCEV;
36
37 /// Optimization analysis message produced during vectorization. Messages inform
38 /// the user why vectorization did not occur.
39 class LoopAccessReport {
40   std::string Message;
41   const Instruction *Instr;
42
43 protected:
44   LoopAccessReport(const Twine &Message, const Instruction *I)
45       : Message(Message.str()), Instr(I) {}
46
47 public:
48   LoopAccessReport(const Instruction *I = nullptr) : Instr(I) {}
49
50   template <typename A> LoopAccessReport &operator<<(const A &Value) {
51     raw_string_ostream Out(Message);
52     Out << Value;
53     return *this;
54   }
55
56   const Instruction *getInstr() const { return Instr; }
57
58   std::string &str() { return Message; }
59   const std::string &str() const { return Message; }
60   operator Twine() { return Message; }
61
62   /// \brief Emit an analysis note for \p PassName with the debug location from
63   /// the instruction in \p Message if available.  Otherwise use the location of
64   /// \p TheLoop.
65   static void emitAnalysis(const LoopAccessReport &Message,
66                            const Function *TheFunction,
67                            const Loop *TheLoop,
68                            const char *PassName);
69 };
70
71 /// \brief Collection of parameters shared beetween the Loop Vectorizer and the
72 /// Loop Access Analysis.
73 struct VectorizerParams {
74   /// \brief Maximum SIMD width.
75   static const unsigned MaxVectorWidth;
76
77   /// \brief VF as overridden by the user.
78   static unsigned VectorizationFactor;
79   /// \brief Interleave factor as overridden by the user.
80   static unsigned VectorizationInterleave;
81   /// \brief True if force-vector-interleave was specified by the user.
82   static bool isInterleaveForced();
83
84   /// \\brief When performing memory disambiguation checks at runtime do not
85   /// make more than this number of comparisons.
86   static unsigned RuntimeMemoryCheckThreshold;
87 };
88
89 /// \brief Checks memory dependences among accesses to the same underlying
90 /// object to determine whether there vectorization is legal or not (and at
91 /// which vectorization factor).
92 ///
93 /// Note: This class will compute a conservative dependence for access to
94 /// different underlying pointers. Clients, such as the loop vectorizer, will
95 /// sometimes deal these potential dependencies by emitting runtime checks.
96 ///
97 /// We use the ScalarEvolution framework to symbolically evalutate access
98 /// functions pairs. Since we currently don't restructure the loop we can rely
99 /// on the program order of memory accesses to determine their safety.
100 /// At the moment we will only deem accesses as safe for:
101 ///  * A negative constant distance assuming program order.
102 ///
103 ///      Safe: tmp = a[i + 1];     OR     a[i + 1] = x;
104 ///            a[i] = tmp;                y = a[i];
105 ///
106 ///   The latter case is safe because later checks guarantuee that there can't
107 ///   be a cycle through a phi node (that is, we check that "x" and "y" is not
108 ///   the same variable: a header phi can only be an induction or a reduction, a
109 ///   reduction can't have a memory sink, an induction can't have a memory
110 ///   source). This is important and must not be violated (or we have to
111 ///   resort to checking for cycles through memory).
112 ///
113 ///  * A positive constant distance assuming program order that is bigger
114 ///    than the biggest memory access.
115 ///
116 ///     tmp = a[i]        OR              b[i] = x
117 ///     a[i+2] = tmp                      y = b[i+2];
118 ///
119 ///     Safe distance: 2 x sizeof(a[0]), and 2 x sizeof(b[0]), respectively.
120 ///
121 ///  * Zero distances and all accesses have the same size.
122 ///
123 class MemoryDepChecker {
124 public:
125   typedef PointerIntPair<Value *, 1, bool> MemAccessInfo;
126   typedef SmallPtrSet<MemAccessInfo, 8> MemAccessInfoSet;
127   /// \brief Set of potential dependent memory accesses.
128   typedef EquivalenceClasses<MemAccessInfo> DepCandidates;
129
130   /// \brief Dependece between memory access instructions.
131   struct Dependence {
132     /// \brief The type of the dependence.
133     enum DepType {
134       // No dependence.
135       NoDep,
136       // We couldn't determine the direction or the distance.
137       Unknown,
138       // Lexically forward.
139       Forward,
140       // Forward, but if vectorized, is likely to prevent store-to-load
141       // forwarding.
142       ForwardButPreventsForwarding,
143       // Lexically backward.
144       Backward,
145       // Backward, but the distance allows a vectorization factor of
146       // MaxSafeDepDistBytes.
147       BackwardVectorizable,
148       // Same, but may prevent store-to-load forwarding.
149       BackwardVectorizableButPreventsForwarding
150     };
151
152     /// \brief String version of the types.
153     static const char *DepName[];
154
155     /// \brief Index of the source of the dependence in the InstMap vector.
156     unsigned Source;
157     /// \brief Index of the destination of the dependence in the InstMap vector.
158     unsigned Destination;
159     /// \brief The type of the dependence.
160     DepType Type;
161
162     Dependence(unsigned Source, unsigned Destination, DepType Type)
163         : Source(Source), Destination(Destination), Type(Type) {}
164
165     /// \brief Dependence types that don't prevent vectorization.
166     static bool isSafeForVectorization(DepType Type);
167
168     /// \brief Dependence types that can be queried from the analysis.
169     static bool isInterestingDependence(DepType Type);
170
171     /// \brief Lexically backward dependence types.
172     bool isPossiblyBackward() const;
173
174     /// \brief Print the dependence.  \p Instr is used to map the instruction
175     /// indices to instructions.
176     void print(raw_ostream &OS, unsigned Depth,
177                const SmallVectorImpl<Instruction *> &Instrs) const;
178   };
179
180   MemoryDepChecker(ScalarEvolution *Se, const Loop *L)
181       : SE(Se), InnermostLoop(L), AccessIdx(0),
182         ShouldRetryWithRuntimeCheck(false), SafeForVectorization(true),
183         RecordInterestingDependences(true) {}
184
185   /// \brief Register the location (instructions are given increasing numbers)
186   /// of a write access.
187   void addAccess(StoreInst *SI) {
188     Value *Ptr = SI->getPointerOperand();
189     Accesses[MemAccessInfo(Ptr, true)].push_back(AccessIdx);
190     InstMap.push_back(SI);
191     ++AccessIdx;
192   }
193
194   /// \brief Register the location (instructions are given increasing numbers)
195   /// of a write access.
196   void addAccess(LoadInst *LI) {
197     Value *Ptr = LI->getPointerOperand();
198     Accesses[MemAccessInfo(Ptr, false)].push_back(AccessIdx);
199     InstMap.push_back(LI);
200     ++AccessIdx;
201   }
202
203   /// \brief Check whether the dependencies between the accesses are safe.
204   ///
205   /// Only checks sets with elements in \p CheckDeps.
206   bool areDepsSafe(DepCandidates &AccessSets, MemAccessInfoSet &CheckDeps,
207                    const ValueToValueMap &Strides);
208
209   /// \brief No memory dependence was encountered that would inhibit
210   /// vectorization.
211   bool isSafeForVectorization() const { return SafeForVectorization; }
212
213   /// \brief The maximum number of bytes of a vector register we can vectorize
214   /// the accesses safely with.
215   unsigned getMaxSafeDepDistBytes() { return MaxSafeDepDistBytes; }
216
217   /// \brief In same cases when the dependency check fails we can still
218   /// vectorize the loop with a dynamic array access check.
219   bool shouldRetryWithRuntimeCheck() { return ShouldRetryWithRuntimeCheck; }
220
221   /// \brief Returns the interesting dependences.  If null is returned we
222   /// exceeded the MaxInterestingDependence threshold and this information is
223   /// not available.
224   const SmallVectorImpl<Dependence> *getInterestingDependences() const {
225     return RecordInterestingDependences ? &InterestingDependences : nullptr;
226   }
227
228   void clearInterestingDependences() { InterestingDependences.clear(); }
229
230   /// \brief The vector of memory access instructions.  The indices are used as
231   /// instruction identifiers in the Dependence class.
232   const SmallVectorImpl<Instruction *> &getMemoryInstructions() const {
233     return InstMap;
234   }
235
236   /// \brief Find the set of instructions that read or write via \p Ptr.
237   SmallVector<Instruction *, 4> getInstructionsForAccess(Value *Ptr,
238                                                          bool isWrite) const;
239
240 private:
241   ScalarEvolution *SE;
242   const Loop *InnermostLoop;
243
244   /// \brief Maps access locations (ptr, read/write) to program order.
245   DenseMap<MemAccessInfo, std::vector<unsigned> > Accesses;
246
247   /// \brief Memory access instructions in program order.
248   SmallVector<Instruction *, 16> InstMap;
249
250   /// \brief The program order index to be used for the next instruction.
251   unsigned AccessIdx;
252
253   // We can access this many bytes in parallel safely.
254   unsigned MaxSafeDepDistBytes;
255
256   /// \brief If we see a non-constant dependence distance we can still try to
257   /// vectorize this loop with runtime checks.
258   bool ShouldRetryWithRuntimeCheck;
259
260   /// \brief No memory dependence was encountered that would inhibit
261   /// vectorization.
262   bool SafeForVectorization;
263
264   //// \brief True if InterestingDependences reflects the dependences in the
265   //// loop.  If false we exceeded MaxInterestingDependence and
266   //// InterestingDependences is invalid.
267   bool RecordInterestingDependences;
268
269   /// \brief Interesting memory dependences collected during the analysis as
270   /// defined by isInterestingDependence.  Only valid if
271   /// RecordInterestingDependences is true.
272   SmallVector<Dependence, 8> InterestingDependences;
273
274   /// \brief Check whether there is a plausible dependence between the two
275   /// accesses.
276   ///
277   /// Access \p A must happen before \p B in program order. The two indices
278   /// identify the index into the program order map.
279   ///
280   /// This function checks  whether there is a plausible dependence (or the
281   /// absence of such can't be proved) between the two accesses. If there is a
282   /// plausible dependence but the dependence distance is bigger than one
283   /// element access it records this distance in \p MaxSafeDepDistBytes (if this
284   /// distance is smaller than any other distance encountered so far).
285   /// Otherwise, this function returns true signaling a possible dependence.
286   Dependence::DepType isDependent(const MemAccessInfo &A, unsigned AIdx,
287                                   const MemAccessInfo &B, unsigned BIdx,
288                                   const ValueToValueMap &Strides);
289
290   /// \brief Check whether the data dependence could prevent store-load
291   /// forwarding.
292   bool couldPreventStoreLoadForward(unsigned Distance, unsigned TypeByteSize);
293 };
294
295 /// \brief Holds information about the memory runtime legality checks to verify
296 /// that a group of pointers do not overlap.
297 class RuntimePointerChecking {
298 public:
299   struct PointerInfo {
300     /// Holds the pointer value that we need to check.
301     TrackingVH<Value> PointerValue;
302     /// Holds the pointer value at the beginning of the loop.
303     const SCEV *Start;
304     /// Holds the pointer value at the end of the loop.
305     const SCEV *End;
306     /// Holds the information if this pointer is used for writing to memory.
307     bool IsWritePtr;
308     /// Holds the id of the set of pointers that could be dependent because of a
309     /// shared underlying object.
310     unsigned DependencySetId;
311     /// Holds the id of the disjoint alias set to which this pointer belongs.
312     unsigned AliasSetId;
313     /// SCEV for the access.
314     const SCEV *Expr;
315
316     PointerInfo(Value *PointerValue, const SCEV *Start, const SCEV *End,
317                 bool IsWritePtr, unsigned DependencySetId, unsigned AliasSetId,
318                 const SCEV *Expr)
319         : PointerValue(PointerValue), Start(Start), End(End),
320           IsWritePtr(IsWritePtr), DependencySetId(DependencySetId),
321           AliasSetId(AliasSetId), Expr(Expr) {}
322   };
323
324   RuntimePointerChecking(ScalarEvolution *SE) : Need(false), SE(SE) {}
325
326   /// Reset the state of the pointer runtime information.
327   void reset() {
328     Need = false;
329     Pointers.clear();
330   }
331
332   /// Insert a pointer and calculate the start and end SCEVs.
333   void insert(Loop *Lp, Value *Ptr, bool WritePtr, unsigned DepSetId,
334               unsigned ASId, const ValueToValueMap &Strides);
335
336   /// \brief No run-time memory checking is necessary.
337   bool empty() const { return Pointers.empty(); }
338
339   /// A grouping of pointers. A single memcheck is required between
340   /// two groups.
341   struct CheckingPtrGroup {
342     /// \brief Create a new pointer checking group containing a single
343     /// pointer, with index \p Index in RtCheck.
344     CheckingPtrGroup(unsigned Index, RuntimePointerChecking &RtCheck)
345         : RtCheck(RtCheck), High(RtCheck.Pointers[Index].End),
346           Low(RtCheck.Pointers[Index].Start) {
347       Members.push_back(Index);
348     }
349
350     /// \brief Tries to add the pointer recorded in RtCheck at index
351     /// \p Index to this pointer checking group. We can only add a pointer
352     /// to a checking group if we will still be able to get
353     /// the upper and lower bounds of the check. Returns true in case
354     /// of success, false otherwise.
355     bool addPointer(unsigned Index);
356
357     /// Constitutes the context of this pointer checking group. For each
358     /// pointer that is a member of this group we will retain the index
359     /// at which it appears in RtCheck.
360     RuntimePointerChecking &RtCheck;
361     /// The SCEV expression which represents the upper bound of all the
362     /// pointers in this group.
363     const SCEV *High;
364     /// The SCEV expression which represents the lower bound of all the
365     /// pointers in this group.
366     const SCEV *Low;
367     /// Indices of all the pointers that constitute this grouping.
368     SmallVector<unsigned, 2> Members;
369   };
370
371   /// \brief A memcheck which made up of a pair of grouped pointers.
372   ///
373   /// These *have* to be const for now, since checks are generated from
374   /// CheckingPtrGroups in LAI::addRuntimeCheck which is a const member
375   /// function.  FIXME: once check-generation is moved inside this class (after
376   /// the PtrPartition hack is removed), we could drop const.
377   typedef std::pair<const CheckingPtrGroup *, const CheckingPtrGroup *>
378       PointerCheck;
379
380   /// \brief Groups pointers such that a single memcheck is required
381   /// between two different groups. This will clear the CheckingGroups vector
382   /// and re-compute it. We will only group dependecies if \p UseDependencies
383   /// is true, otherwise we will create a separate group for each pointer.
384   void groupChecks(MemoryDepChecker::DepCandidates &DepCands,
385                    bool UseDependencies);
386
387   /// \brief Decide if we need to add a check between two groups of pointers,
388   /// according to needsChecking.
389   bool needsChecking(const CheckingPtrGroup &M, const CheckingPtrGroup &N,
390                      const SmallVectorImpl<int> *PtrPartition) const;
391
392   /// \brief Return true if any pointer requires run-time checking according
393   /// to needsChecking.
394   bool needsAnyChecking(const SmallVectorImpl<int> *PtrPartition) const;
395
396   /// \brief Returns the number of run-time checks required according to
397   /// needsChecking.
398   unsigned getNumberOfChecks(const SmallVectorImpl<int> *PtrPartition) const;
399
400   /// \brief Print the list run-time memory checks necessary.
401   ///
402   /// If \p PtrPartition is set, it contains the partition number for
403   /// pointers (-1 if the pointer belongs to multiple partitions).  In this
404   /// case omit checks between pointers belonging to the same partition.
405   void print(raw_ostream &OS, unsigned Depth = 0,
406              const SmallVectorImpl<int> *PtrPartition = nullptr) const;
407
408   /// This flag indicates if we need to add the runtime check.
409   bool Need;
410
411   /// Information about the pointers that may require checking.
412   SmallVector<PointerInfo, 2> Pointers;
413
414   /// Holds a partitioning of pointers into "check groups".
415   SmallVector<CheckingPtrGroup, 2> CheckingGroups;
416
417   /// \brief Check if pointers are in the same partition
418   ///
419   /// \p PtrToPartition contains the partition number for pointers (-1 if the
420   /// pointer belongs to multiple partitions).
421   static bool
422   arePointersInSamePartition(const SmallVectorImpl<int> &PtrToPartition,
423                              unsigned PtrIdx1, unsigned PtrIdx2);
424
425 private:
426   /// \brief Decide whether we need to issue a run-time check for pointer at
427   /// index \p I and \p J to prove their independence.
428   ///
429   /// If \p PtrPartition is set, it contains the partition number for
430   /// pointers (-1 if the pointer belongs to multiple partitions).  In this
431   /// case omit checks between pointers belonging to the same partition.
432   bool needsChecking(unsigned I, unsigned J,
433                      const SmallVectorImpl<int> *PtrPartition) const;
434
435   /// Holds a pointer to the ScalarEvolution analysis.
436   ScalarEvolution *SE;
437 };
438
439 /// \brief Drive the analysis of memory accesses in the loop
440 ///
441 /// This class is responsible for analyzing the memory accesses of a loop.  It
442 /// collects the accesses and then its main helper the AccessAnalysis class
443 /// finds and categorizes the dependences in buildDependenceSets.
444 ///
445 /// For memory dependences that can be analyzed at compile time, it determines
446 /// whether the dependence is part of cycle inhibiting vectorization.  This work
447 /// is delegated to the MemoryDepChecker class.
448 ///
449 /// For memory dependences that cannot be determined at compile time, it
450 /// generates run-time checks to prove independence.  This is done by
451 /// AccessAnalysis::canCheckPtrAtRT and the checks are maintained by the
452 /// RuntimePointerCheck class.
453 class LoopAccessInfo {
454 public:
455   LoopAccessInfo(Loop *L, ScalarEvolution *SE, const DataLayout &DL,
456                  const TargetLibraryInfo *TLI, AliasAnalysis *AA,
457                  DominatorTree *DT, LoopInfo *LI,
458                  const ValueToValueMap &Strides);
459
460   /// Return true we can analyze the memory accesses in the loop and there are
461   /// no memory dependence cycles.
462   bool canVectorizeMemory() const { return CanVecMem; }
463
464   const RuntimePointerChecking *getRuntimePointerChecking() const {
465     return &PtrRtChecking;
466   }
467
468   /// \brief Number of memchecks required to prove independence of otherwise
469   /// may-alias pointers.
470   unsigned getNumRuntimePointerChecks(
471     const SmallVectorImpl<int> *PtrPartition = nullptr) const {
472     return PtrRtChecking.getNumberOfChecks(PtrPartition);
473   }
474
475   /// Return true if the block BB needs to be predicated in order for the loop
476   /// to be vectorized.
477   static bool blockNeedsPredication(BasicBlock *BB, Loop *TheLoop,
478                                     DominatorTree *DT);
479
480   /// Returns true if the value V is uniform within the loop.
481   bool isUniform(Value *V) const;
482
483   unsigned getMaxSafeDepDistBytes() const { return MaxSafeDepDistBytes; }
484   unsigned getNumStores() const { return NumStores; }
485   unsigned getNumLoads() const { return NumLoads;}
486
487   /// \brief Add code that checks at runtime if the accessed arrays overlap.
488   ///
489   /// Returns a pair of instructions where the first element is the first
490   /// instruction generated in possibly a sequence of instructions and the
491   /// second value is the final comparator value or NULL if no check is needed.
492   ///
493   /// If \p PtrPartition is set, it contains the partition number for pointers
494   /// (-1 if the pointer belongs to multiple partitions).  In this case omit
495   /// checks between pointers belonging to the same partition.
496   std::pair<Instruction *, Instruction *>
497   addRuntimeCheck(Instruction *Loc,
498                   const SmallVectorImpl<int> *PtrPartition = nullptr) const;
499
500   /// \brief Generete the instructions for the checks in \p PointerChecks.
501   ///
502   /// Returns a pair of instructions where the first element is the first
503   /// instruction generated in possibly a sequence of instructions and the
504   /// second value is the final comparator value or NULL if no check is needed.
505   std::pair<Instruction *, Instruction *>
506   addRuntimeCheck(Instruction *Loc,
507                   const SmallVectorImpl<RuntimePointerChecking::PointerCheck>
508                       &PointerChecks) const;
509
510   /// \brief The diagnostics report generated for the analysis.  E.g. why we
511   /// couldn't analyze the loop.
512   const Optional<LoopAccessReport> &getReport() const { return Report; }
513
514   /// \brief the Memory Dependence Checker which can determine the
515   /// loop-independent and loop-carried dependences between memory accesses.
516   const MemoryDepChecker &getDepChecker() const { return DepChecker; }
517
518   /// \brief Return the list of instructions that use \p Ptr to read or write
519   /// memory.
520   SmallVector<Instruction *, 4> getInstructionsForAccess(Value *Ptr,
521                                                          bool isWrite) const {
522     return DepChecker.getInstructionsForAccess(Ptr, isWrite);
523   }
524
525   /// \brief Print the information about the memory accesses in the loop.
526   void print(raw_ostream &OS, unsigned Depth = 0) const;
527
528   /// \brief Used to ensure that if the analysis was run with speculating the
529   /// value of symbolic strides, the client queries it with the same assumption.
530   /// Only used in DEBUG build but we don't want NDEBUG-dependent ABI.
531   unsigned NumSymbolicStrides;
532
533   /// \brief Checks existence of store to invariant address inside loop.
534   /// If the loop has any store to invariant address, then it returns true,
535   /// else returns false.
536   bool hasStoreToLoopInvariantAddress() const {
537     return StoreToLoopInvariantAddress;
538   }
539
540 private:
541   /// \brief Analyze the loop.  Substitute symbolic strides using Strides.
542   void analyzeLoop(const ValueToValueMap &Strides);
543
544   /// \brief Check if the structure of the loop allows it to be analyzed by this
545   /// pass.
546   bool canAnalyzeLoop();
547
548   void emitAnalysis(LoopAccessReport &Message);
549
550   /// We need to check that all of the pointers in this list are disjoint
551   /// at runtime.
552   RuntimePointerChecking PtrRtChecking;
553
554   /// \brief the Memory Dependence Checker which can determine the
555   /// loop-independent and loop-carried dependences between memory accesses.
556   MemoryDepChecker DepChecker;
557
558   Loop *TheLoop;
559   ScalarEvolution *SE;
560   const DataLayout &DL;
561   const TargetLibraryInfo *TLI;
562   AliasAnalysis *AA;
563   DominatorTree *DT;
564   LoopInfo *LI;
565
566   unsigned NumLoads;
567   unsigned NumStores;
568
569   unsigned MaxSafeDepDistBytes;
570
571   /// \brief Cache the result of analyzeLoop.
572   bool CanVecMem;
573
574   /// \brief Indicator for storing to uniform addresses.
575   /// If a loop has write to a loop invariant address then it should be true.
576   bool StoreToLoopInvariantAddress;
577
578   /// \brief The diagnostics report generated for the analysis.  E.g. why we
579   /// couldn't analyze the loop.
580   Optional<LoopAccessReport> Report;
581 };
582
583 Value *stripIntegerCast(Value *V);
584
585 ///\brief Return the SCEV corresponding to a pointer with the symbolic stride
586 ///replaced with constant one.
587 ///
588 /// If \p OrigPtr is not null, use it to look up the stride value instead of \p
589 /// Ptr.  \p PtrToStride provides the mapping between the pointer value and its
590 /// stride as collected by LoopVectorizationLegality::collectStridedAccess.
591 const SCEV *replaceSymbolicStrideSCEV(ScalarEvolution *SE,
592                                       const ValueToValueMap &PtrToStride,
593                                       Value *Ptr, Value *OrigPtr = nullptr);
594
595 /// \brief Check the stride of the pointer and ensure that it does not wrap in
596 /// the address space.
597 int isStridedPtr(ScalarEvolution *SE, Value *Ptr, const Loop *Lp,
598                  const ValueToValueMap &StridesMap);
599
600 /// \brief This analysis provides dependence information for the memory accesses
601 /// of a loop.
602 ///
603 /// It runs the analysis for a loop on demand.  This can be initiated by
604 /// querying the loop access info via LAA::getInfo.  getInfo return a
605 /// LoopAccessInfo object.  See this class for the specifics of what information
606 /// is provided.
607 class LoopAccessAnalysis : public FunctionPass {
608 public:
609   static char ID;
610
611   LoopAccessAnalysis() : FunctionPass(ID) {
612     initializeLoopAccessAnalysisPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
613   }
614
615   bool runOnFunction(Function &F) override;
616
617   void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override;
618
619   /// \brief Query the result of the loop access information for the loop \p L.
620   ///
621   /// If the client speculates (and then issues run-time checks) for the values
622   /// of symbolic strides, \p Strides provides the mapping (see
623   /// replaceSymbolicStrideSCEV).  If there is no cached result available run
624   /// the analysis.
625   const LoopAccessInfo &getInfo(Loop *L, const ValueToValueMap &Strides);
626
627   void releaseMemory() override {
628     // Invalidate the cache when the pass is freed.
629     LoopAccessInfoMap.clear();
630   }
631
632   /// \brief Print the result of the analysis when invoked with -analyze.
633   void print(raw_ostream &OS, const Module *M = nullptr) const override;
634
635 private:
636   /// \brief The cache.
637   DenseMap<Loop *, std::unique_ptr<LoopAccessInfo>> LoopAccessInfoMap;
638
639   // The used analysis passes.
640   ScalarEvolution *SE;
641   const TargetLibraryInfo *TLI;
642   AliasAnalysis *AA;
643   DominatorTree *DT;
644   LoopInfo *LI;
645 };
646 } // End llvm namespace
647
648 #endif