lib/Analysis/BasicAliasAnalysis.cpp

   1 //===- BasicAliasAnalysis.cpp - Local Alias Analysis Impl -----------------===//
   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 default implementation of the Alias Analysis interface
  11 // that simply implements a few identities (two different globals cannot alias,
  12 // etc), but otherwise does no analysis.
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
  17 #include "llvm/Analysis/CaptureTracking.h"
  18 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
  19 #include "llvm/Analysis/Passes.h"
  20 #include "llvm/Constants.h"
  21 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  22 #include "llvm/Function.h"
  23 #include "llvm/GlobalAlias.h"
  24 #include "llvm/GlobalVariable.h"
  25 #include "llvm/Instructions.h"
  26 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
  27 #include "llvm/Operator.h"
  28 #include "llvm/Pass.h"
  29 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  30 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
  31 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  32 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
  33 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  34 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
  35 #include <algorithm>
  36 using namespace llvm;
  37
  38 //===----------------------------------------------------------------------===//
  39 // Useful predicates
  40 //===----------------------------------------------------------------------===//
  41
  42 static const Value *GetGEPOperands(const GEPOperator *V,
  43                                    SmallVector<Value*, 16> &GEPOps) {
  44   assert(GEPOps.empty() && "Expect empty list to populate!");
  45   GEPOps.insert(GEPOps.end(), V->op_begin()+1, V->op_end());
  46
  47   // Accumulate all of the chained indexes into the operand array.
  48   Value *BasePtr = V->getOperand(0);
  49   while (1) {
  50     V = dyn_cast<GEPOperator>(BasePtr);
  51     if (V == 0) return BasePtr;
  52
  53     // Don't handle folding arbitrary pointer offsets yet.
  54     if (!isa<Constant>(GEPOps[0]) || !cast<Constant>(GEPOps[0])->isNullValue())
  55       return BasePtr;
  56
  57     GEPOps.erase(GEPOps.begin());   // Drop the zero index
  58     GEPOps.insert(GEPOps.begin(), V->op_begin()+1, V->op_end());
  59   }
  60 }
  61
  62 /// isKnownNonNull - Return true if we know that the specified value is never
  63 /// null.
  64 static bool isKnownNonNull(const Value *V) {
  65   // Alloca never returns null, malloc might.
  66   if (isa<AllocaInst>(V)) return true;
  67
  68   // A byval argument is never null.
  69   if (const Argument *A = dyn_cast<Argument>(V))
  70     return A->hasByValAttr();
  71
  72   // Global values are not null unless extern weak.
  73   if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V))
  74     return !GV->hasExternalWeakLinkage();
  75   return false;
  76 }
  77
  78 /// isNonEscapingLocalObject - Return true if the pointer is to a function-local
  79 /// object that never escapes from the function.
  80 static bool isNonEscapingLocalObject(const Value *V) {
  81   // If this is a local allocation, check to see if it escapes.
  82   if (isa<AllocaInst>(V) || isNoAliasCall(V))
  83     // Set StoreCaptures to True so that we can assume in our callers that the
  84     // pointer is not the result of a load instruction. Currently
  85     // PointerMayBeCaptured doesn't have any special analysis for the
  86     // StoreCaptures=false case; if it did, our callers could be refined to be
  87     // more precise.
  88     return !PointerMayBeCaptured(V, false, /*StoreCaptures=*/true);
  89
  90   // If this is an argument that corresponds to a byval or noalias argument,
  91   // then it has not escaped before entering the function.  Check if it escapes
  92   // inside the function.
  93   if (const Argument *A = dyn_cast<Argument>(V))
  94     if (A->hasByValAttr() || A->hasNoAliasAttr()) {
  95       // Don't bother analyzing arguments already known not to escape.
  96       if (A->hasNoCaptureAttr())
  97         return true;
  98       return !PointerMayBeCaptured(V, false, /*StoreCaptures=*/true);
  99     }
 100   return false;
 101 }
 102
 103
 104 /// isObjectSmallerThan - Return true if we can prove that the object specified
 105 /// by V is smaller than Size.
 106 static bool isObjectSmallerThan(const Value *V, unsigned Size,
 107                                 const TargetData &TD) {
 108   const Type *AccessTy;
 109   if (const GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V)) {
 110     AccessTy = GV->getType()->getElementType();
 111   } else if (const AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(V)) {
 112     if (!AI->isArrayAllocation())
 113       AccessTy = AI->getType()->getElementType();
 114     else
 115       return false;
 116   } else if (const CallInst* CI = extractMallocCall(V)) {
 117     if (!isArrayMalloc(V, &TD))
 118       // The size is the argument to the malloc call.
 119       if (const ConstantInt* C = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getOperand(1)))
 120         return (C->getZExtValue() < Size);
 121     return false;
 122   } else if (const Argument *A = dyn_cast<Argument>(V)) {
 123     if (A->hasByValAttr())
 124       AccessTy = cast<PointerType>(A->getType())->getElementType();
 125     else
 126       return false;
 127   } else {
 128     return false;
 129   }
 130
 131   if (AccessTy->isSized())
 132     return TD.getTypeAllocSize(AccessTy) < Size;
 133   return false;
 134 }
 135
 136 //===----------------------------------------------------------------------===//
 137 // NoAA Pass
 138 //===----------------------------------------------------------------------===//
 139
 140 namespace {
 141   /// NoAA - This class implements the -no-aa pass, which always returns "I
 142   /// don't know" for alias queries.  NoAA is unlike other alias analysis
 143   /// implementations, in that it does not chain to a previous analysis.  As
 144   /// such it doesn't follow many of the rules that other alias analyses must.
 145   ///
 146   struct NoAA : public ImmutablePass, public AliasAnalysis {
 147     static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
 148     NoAA() : ImmutablePass(&ID) {}
 149     explicit NoAA(void *PID) : ImmutablePass(PID) { }
 150
 151     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
 152     }
 153
 154     virtual void initializePass() {
 155       TD = getAnalysisIfAvailable<TargetData>();
 156     }
 157
 158     virtual AliasResult alias(const Value *V1, unsigned V1Size,
 159                               const Value *V2, unsigned V2Size) {
 160       return MayAlias;
 161     }
 162
 163     virtual void getArgumentAccesses(Function *F, CallSite CS,
 164                                      std::vector<PointerAccessInfo> &Info) {
 165       llvm_unreachable("This method may not be called on this function!");
 166     }
 167
 168     virtual bool pointsToConstantMemory(const Value *P) { return false; }
 169     virtual ModRefResult getModRefInfo(CallSite CS, Value *P, unsigned Size) {
 170       return ModRef;
 171     }
 172     virtual ModRefResult getModRefInfo(CallSite CS1, CallSite CS2) {
 173       return ModRef;
 174     }
 175
 176     virtual void deleteValue(Value *V) {}
 177     virtual void copyValue(Value *From, Value *To) {}
 178   };
 179 }  // End of anonymous namespace
 180
 181 // Register this pass...
 182 char NoAA::ID = 0;
 183 static RegisterPass<NoAA>
 184 U("no-aa", "No Alias Analysis (always returns 'may' alias)", true, true);
 185
 186 // Declare that we implement the AliasAnalysis interface
 187 static RegisterAnalysisGroup<AliasAnalysis> V(U);
 188
 189 ImmutablePass *llvm::createNoAAPass() { return new NoAA(); }
 190
 191 //===----------------------------------------------------------------------===//
 192 // BasicAA Pass
 193 //===----------------------------------------------------------------------===//
 194
 195 namespace {
 196   /// BasicAliasAnalysis - This is the default alias analysis implementation.
 197   /// Because it doesn't chain to a previous alias analysis (like -no-aa), it
 198   /// derives from the NoAA class.
 199   struct BasicAliasAnalysis : public NoAA {
 200     static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
 201     BasicAliasAnalysis() : NoAA(&ID) {}
 202     AliasResult alias(const Value *V1, unsigned V1Size,
 203                       const Value *V2, unsigned V2Size) {
 204       assert(VisitedPHIs.empty() && "VisitedPHIs must be cleared after use!");
 205       AliasResult Alias = aliasCheck(V1, V1Size, V2, V2Size);
 206       VisitedPHIs.clear();
 207       return Alias;
 208     }
 209
 210     ModRefResult getModRefInfo(CallSite CS, Value *P, unsigned Size);
 211     ModRefResult getModRefInfo(CallSite CS1, CallSite CS2);
 212
 213     /// pointsToConstantMemory - Chase pointers until we find a (constant
 214     /// global) or not.
 215     bool pointsToConstantMemory(const Value *P);
 216
 217   private:
 218     // VisitedPHIs - Track PHI nodes visited by a aliasCheck() call.
 219     SmallPtrSet<const Value*, 16> VisitedPHIs;
 220
 221     // aliasGEP - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a GEP
 222     // instruction against another.
 223     AliasResult aliasGEP(const GEPOperator *V1, unsigned V1Size,
 224                          const Value *V2, unsigned V2Size,
 225                          const Value *UnderlyingV1, const Value *UnderlyingV2);
 226
 227     // aliasPHI - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a PHI
 228     // instruction against another.
 229     AliasResult aliasPHI(const PHINode *PN, unsigned PNSize,
 230                          const Value *V2, unsigned V2Size);
 231
 232     /// aliasSelect - Disambiguate a Select instruction against another value.
 233     AliasResult aliasSelect(const SelectInst *SI, unsigned SISize,
 234                             const Value *V2, unsigned V2Size);
 235
 236     AliasResult aliasCheck(const Value *V1, unsigned V1Size,
 237                            const Value *V2, unsigned V2Size);
 238
 239     // CheckGEPInstructions - Check two GEP instructions with known
 240     // must-aliasing base pointers.  This checks to see if the index expressions
 241     // preclude the pointers from aliasing.
 242     AliasResult
 243     CheckGEPInstructions(const Type* BasePtr1Ty,
 244                          Value **GEP1Ops, unsigned NumGEP1Ops, unsigned G1Size,
 245                          const Type *BasePtr2Ty,
 246                          Value **GEP2Ops, unsigned NumGEP2Ops, unsigned G2Size);
 247   };
 248 }  // End of anonymous namespace
 249
 250 // Register this pass...
 251 char BasicAliasAnalysis::ID = 0;
 252 static RegisterPass<BasicAliasAnalysis>
 253 X("basicaa", "Basic Alias Analysis (default AA impl)", false, true);
 254
 255 // Declare that we implement the AliasAnalysis interface
 256 static RegisterAnalysisGroup<AliasAnalysis, true> Y(X);
 257
 258 ImmutablePass *llvm::createBasicAliasAnalysisPass() {
 259   return new BasicAliasAnalysis();
 260 }
 261
 262
 263 /// pointsToConstantMemory - Chase pointers until we find a (constant
 264 /// global) or not.
 265 bool BasicAliasAnalysis::pointsToConstantMemory(const Value *P) {
 266   if (const GlobalVariable *GV =
 267         dyn_cast<GlobalVariable>(P->getUnderlyingObject()))
 268     // Note: this doesn't require GV to be "ODR" because it isn't legal for a
 269     // global to be marked constant in some modules and non-constant in others.
 270     // GV may even be a declaration, not a definition.
 271     return GV->isConstant();
 272   return false;
 273 }
 274
 275
 276 /// getModRefInfo - Check to see if the specified callsite can clobber the
 277 /// specified memory object.  Since we only look at local properties of this
 278 /// function, we really can't say much about this query.  We do, however, use
 279 /// simple "address taken" analysis on local objects.
 280 AliasAnalysis::ModRefResult
 281 BasicAliasAnalysis::getModRefInfo(CallSite CS, Value *P, unsigned Size) {
 282   const Value *Object = P->getUnderlyingObject();
 283
 284   // If this is a tail call and P points to a stack location, we know that
 285   // the tail call cannot access or modify the local stack.
 286   // We cannot exclude byval arguments here; these belong to the caller of
 287   // the current function not to the current function, and a tail callee
 288   // may reference them.
 289   if (isa<AllocaInst>(Object))
 290     if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(CS.getInstruction()))
 291       if (CI->isTailCall())
 292         return NoModRef;
 293
 294   // If the pointer is to a locally allocated object that does not escape,
 295   // then the call can not mod/ref the pointer unless the call takes the pointer
 296   // as an argument, and itself doesn't capture it.
 297   if (!isa<Constant>(Object) && CS.getInstruction() != Object &&
 298       isNonEscapingLocalObject(Object)) {
 299     bool PassedAsArg = false;
 300     unsigned ArgNo = 0;
 301     for (CallSite::arg_iterator CI = CS.arg_begin(), CE = CS.arg_end();
 302          CI != CE; ++CI, ++ArgNo) {
 303       // Only look at the no-capture pointer arguments.
 304       if (!isa<PointerType>((*CI)->getType()) ||
 305           !CS.paramHasAttr(ArgNo+1, Attribute::NoCapture))
 306         continue;
 307
 308       // If  this is a no-capture pointer argument, see if we can tell that it
 309       // is impossible to alias the pointer we're checking.  If not, we have to
 310       // assume that the call could touch the pointer, even though it doesn't
 311       // escape.
 312       if (!isNoAlias(cast<Value>(CI), ~0U, P, ~0U)) {
 313         PassedAsArg = true;
 314         break;
 315       }
 316     }
 317
 318     if (!PassedAsArg)
 319       return NoModRef;
 320   }
 321
 322   // Finally, handle specific knowledge of intrinsics.
 323   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(CS.getInstruction());
 324   if (II == 0)
 325     return AliasAnalysis::getModRefInfo(CS, P, Size);
 326
 327   switch (II->getIntrinsicID()) {
 328   default: break;
 329   case Intrinsic::memcpy:
 330   case Intrinsic::memmove: {
 331     unsigned Len = ~0U;
 332     if (ConstantInt *LenCI = dyn_cast<ConstantInt>(II->getOperand(3)))
 333       Len = LenCI->getZExtValue();
 334     Value *Dest = II->getOperand(1);
 335     Value *Src = II->getOperand(2);
 336     if (isNoAlias(Dest, Len, P, Size)) {
 337       if (isNoAlias(Src, Len, P, Size))
 338         return NoModRef;
 339       return Ref;
 340     }
 341     break;
 342   }
 343   case Intrinsic::memset:
 344     // Since memset is 'accesses arguments' only, the AliasAnalysis base class
 345     // will handle it for the variable length case.
 346     if (ConstantInt *LenCI = dyn_cast<ConstantInt>(II->getOperand(3))) {
 347       unsigned Len = LenCI->getZExtValue();
 348       Value *Dest = II->getOperand(1);
 349       if (isNoAlias(Dest, Len, P, Size))
 350         return NoModRef;
 351     }
 352     break;
 353   case Intrinsic::atomic_cmp_swap:
 354   case Intrinsic::atomic_swap:
 355   case Intrinsic::atomic_load_add:
 356   case Intrinsic::atomic_load_sub:
 357   case Intrinsic::atomic_load_and:
 358   case Intrinsic::atomic_load_nand:
 359   case Intrinsic::atomic_load_or:
 360   case Intrinsic::atomic_load_xor:
 361   case Intrinsic::atomic_load_max:
 362   case Intrinsic::atomic_load_min:
 363   case Intrinsic::atomic_load_umax:
 364   case Intrinsic::atomic_load_umin:
 365     if (TD) {
 366       Value *Op1 = II->getOperand(1);
 367       unsigned Op1Size = TD->getTypeStoreSize(Op1->getType());
 368       if (isNoAlias(Op1, Op1Size, P, Size))
 369         return NoModRef;
 370     }
 371     break;
 372   case Intrinsic::lifetime_start:
 373   case Intrinsic::lifetime_end:
 374   case Intrinsic::invariant_start: {
 375     unsigned PtrSize = cast<ConstantInt>(II->getOperand(1))->getZExtValue();
 376     if (isNoAlias(II->getOperand(2), PtrSize, P, Size))
 377       return NoModRef;
 378     break;
 379   }
 380   case Intrinsic::invariant_end: {
 381     unsigned PtrSize = cast<ConstantInt>(II->getOperand(2))->getZExtValue();
 382     if (isNoAlias(II->getOperand(3), PtrSize, P, Size))
 383       return NoModRef;
 384     break;
 385   }
 386   }
 387
 388   // The AliasAnalysis base class has some smarts, lets use them.
 389   return AliasAnalysis::getModRefInfo(CS, P, Size);
 390 }
 391
 392
 393 AliasAnalysis::ModRefResult
 394 BasicAliasAnalysis::getModRefInfo(CallSite CS1, CallSite CS2) {
 395   // If CS1 or CS2 are readnone, they don't interact.
 396   ModRefBehavior CS1B = AliasAnalysis::getModRefBehavior(CS1);
 397   if (CS1B == DoesNotAccessMemory) return NoModRef;
 398
 399   ModRefBehavior CS2B = AliasAnalysis::getModRefBehavior(CS2);
 400   if (CS2B == DoesNotAccessMemory) return NoModRef;
 401
 402   // If they both only read from memory, just return ref.
 403   if (CS1B == OnlyReadsMemory && CS2B == OnlyReadsMemory)
 404     return Ref;
 405
 406   // Otherwise, fall back to NoAA (mod+ref).
 407   return NoAA::getModRefInfo(CS1, CS2);
 408 }
 409
 410 /// DecomposeGEPExpression - If V is a symbolic pointer expression, decompose it
 411 /// into a base pointer with a constant offset and a number of scaled symbolic
 412 /// offsets.
 413 ///
 414 /// When TargetData is around, this function is capable of analyzing everything
 415 /// that Value::getUnderlyingObject() can look through.  When not, it just looks
 416 /// through pointer casts.
 417 ///
 418 /// FIXME: Move this out to ValueTracking.cpp
 419 ///
 420 static const Value *DecomposeGEPExpression(const Value *V, int64_t &BaseOffs,
 421                SmallVectorImpl<std::pair<const Value*, uint64_t> > &VarIndices,
 422                                            const TargetData *TD) {
 423   // FIXME: Should limit depth like getUnderlyingObject?
 424   BaseOffs = 0;
 425   while (1) {
 426     // See if this is a bitcast or GEP.
 427     const Operator *Op = dyn_cast<Operator>(V);
 428     if (Op == 0) {
 429       // The only non-operator case we can handle are GlobalAliases.
 430       if (const GlobalAlias *GA = dyn_cast<GlobalAlias>(V)) {
 431         if (!GA->mayBeOverridden()) {
 432           V = GA->getAliasee();
 433           continue;
 434         }
 435       }
 436       return V;
 437     }
 438
 439     if (Op->getOpcode() == Instruction::BitCast) {
 440       V = Op->getOperand(0);
 441       continue;
 442     }
 443
 444     const GEPOperator *GEPOp = dyn_cast<GEPOperator>(Op);
 445     if (GEPOp == 0)
 446       return V;
 447
 448     // Don't attempt to analyze GEPs over unsized objects.
 449     if (!cast<PointerType>(GEPOp->getOperand(0)->getType())
 450           ->getElementType()->isSized())
 451       return V;
 452
 453     // If we are lacking TargetData information, we can't compute the offets of
 454     // elements computed by GEPs.  However, we can handle bitcast equivalent
 455     // GEPs.
 456     if (!TD) {
 457       if (!GEPOp->hasAllZeroIndices())
 458         return V;
 459       V = GEPOp->getOperand(0);
 460       continue;
 461     }
 462
 463     // Walk the indices of the GEP, accumulating them into BaseOff/VarIndices.
 464     gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEPOp);
 465     for (User::const_op_iterator I = next(GEPOp->op_begin()),
 466          E = GEPOp->op_end(); I != E; ++I) {
 467       Value *Index = *I;
 468       // Compute the (potentially symbolic) offset in bytes for this index.
 469       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI++)) {
 470         // For a struct, add the member offset.
 471         unsigned FieldNo = cast<ConstantInt>(Index)->getZExtValue();
 472         if (FieldNo == 0) continue;
 473
 474         BaseOffs += TD->getStructLayout(STy)->getElementOffset(FieldNo);
 475         continue;
 476       }
 477
 478       // For an array/pointer, add the element offset, explicitly scaled.
 479       if (ConstantInt *CIdx = dyn_cast<ConstantInt>(Index)) {
 480         if (CIdx->isZero()) continue;
 481         BaseOffs += TD->getTypeAllocSize(*GTI)*CIdx->getSExtValue();
 482         continue;
 483       }
 484
 485       // TODO: Could handle linear expressions here like A[X+1], also A[X*4|1].
 486       uint64_t Scale = TD->getTypeAllocSize(*GTI);
 487
 488       // If we already had an occurrance of this index variable, merge this
 489       // scale into it.  For example, we want to handle:
 490       //   A[x][x] -> x*16 + x*4 -> x*20
 491       for (unsigned i = 0, e = VarIndices.size(); i != e; ++i) {
 492         if (VarIndices[i].first == Index) {
 493           Scale += VarIndices[i].second;
 494           VarIndices.erase(VarIndices.begin()+i);
 495           break;
 496         }
 497       }
 498
 499       // Make sure that we have a scale that makes sense for this target's
 500       // pointer size.
 501       if (unsigned ShiftBits = 64-TD->getPointerSizeInBits()) {
 502         Scale <<= ShiftBits;
 503         Scale >>= ShiftBits;
 504       }
 505
 506       if (Scale)
 507         VarIndices.push_back(std::make_pair(Index, Scale));
 508     }
 509
 510     // Analyze the base pointer next.
 511     V = GEPOp->getOperand(0);
 512   }
 513 }
 514
 515
 516 /// aliasGEP - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a GEP instruction
 517 /// against another pointer.  We know that V1 is a GEP, but we don't know
 518 /// anything about V2.  UnderlyingV1 is GEP1->getUnderlyingObject(),
 519 /// UnderlyingV2 is the same for V2.
 520 ///
 521 AliasAnalysis::AliasResult
 522 BasicAliasAnalysis::aliasGEP(const GEPOperator *GEP1, unsigned V1Size,
 523                              const Value *V2, unsigned V2Size,
 524                              const Value *UnderlyingV1,
 525                              const Value *UnderlyingV2) {
 526   // If we have two gep instructions with must-alias'ing base pointers, figure
 527   // out if the indexes to the GEP tell us anything about the derived pointer.
 528   // Note that we also handle chains of getelementptr instructions as well as
 529   // constant expression getelementptrs here.
 530   //
 531   if (const GEPOperator *GEP2 = dyn_cast<GEPOperator>(V2)) {
 532     // If V1 and V2 are identical GEPs, just recurse down on both of them.
 533     // This allows us to analyze things like:
 534     //   P = gep A, 0, i, 1
 535     //   Q = gep B, 0, i, 1
 536     // by just analyzing A and B.  This is even safe for variable indices.
 537     if (GEP1->getType() == GEP2->getType() &&
 538         GEP1->getNumOperands() == GEP2->getNumOperands() &&
 539         GEP1->getOperand(0)->getType() == GEP2->getOperand(0)->getType() &&
 540         // All operands are the same, ignoring the base.
 541         std::equal(GEP1->op_begin()+1, GEP1->op_end(), GEP2->op_begin()+1))
 542       return aliasCheck(GEP1->getOperand(0), V1Size,
 543                         GEP2->getOperand(0), V2Size);
 544
 545     // Drill down into the first non-gep value, to test for must-aliasing of
 546     // the base pointers.
 547     while (isa<GEPOperator>(GEP1->getOperand(0)) &&
 548            GEP1->getOperand(1) ==
 549            Constant::getNullValue(GEP1->getOperand(1)->getType()))
 550       GEP1 = cast<GEPOperator>(GEP1->getOperand(0));
 551     const Value *BasePtr1 = GEP1->getOperand(0);
 552
 553     while (isa<GEPOperator>(GEP2->getOperand(0)) &&
 554            GEP2->getOperand(1) ==
 555            Constant::getNullValue(GEP2->getOperand(1)->getType()))
 556       GEP2 = cast<GEPOperator>(GEP2->getOperand(0));
 557     const Value *BasePtr2 = GEP2->getOperand(0);
 558
 559     // Do the base pointers alias?
 560     AliasResult BaseAlias = aliasCheck(BasePtr1, ~0U, BasePtr2, ~0U);
 561     if (BaseAlias == NoAlias) return NoAlias;
 562     if (BaseAlias == MustAlias) {
 563       // If the base pointers alias each other exactly, check to see if we can
 564       // figure out anything about the resultant pointers, to try to prove
 565       // non-aliasing.
 566
 567       // Collect all of the chained GEP operands together into one simple place
 568       SmallVector<Value*, 16> GEP1Ops, GEP2Ops;
 569       BasePtr1 = GetGEPOperands(GEP1, GEP1Ops);
 570       BasePtr2 = GetGEPOperands(GEP2, GEP2Ops);
 571
 572       // If GetGEPOperands were able to fold to the same must-aliased pointer,
 573       // do the comparison.
 574       if (BasePtr1 == BasePtr2) {
 575         AliasResult GAlias =
 576           CheckGEPInstructions(BasePtr1->getType(),
 577                                &GEP1Ops[0], GEP1Ops.size(), V1Size,
 578                                BasePtr2->getType(),
 579                                &GEP2Ops[0], GEP2Ops.size(), V2Size);
 580         if (GAlias != MayAlias)
 581           return GAlias;
 582       }
 583     }
 584   }
 585
 586   // Check to see if these two pointers are related by a getelementptr
 587   // instruction.  If one pointer is a GEP with a non-zero index of the other
 588   // pointer, we know they cannot alias.
 589   //
 590   // FIXME: The check below only looks at the size of one of the pointers, not
 591   // both, this may cause us to miss things.
 592   if (V1Size == ~0U || V2Size == ~0U)
 593     return MayAlias;
 594
 595   AliasResult R = aliasCheck(UnderlyingV1, ~0U, V2, V2Size);
 596   if (R != MustAlias)
 597     // If V2 may alias GEP base pointer, conservatively returns MayAlias.
 598     // If V2 is known not to alias GEP base pointer, then the two values
 599     // cannot alias per GEP semantics: "A pointer value formed from a
 600     // getelementptr instruction is associated with the addresses associated
 601     // with the first operand of the getelementptr".
 602     return R;
 603
 604   int64_t GEP1BaseOffset;
 605   SmallVector<std::pair<const Value*, uint64_t>, 4> VariableIndices;
 606   const Value *GEP1BasePtr =
 607     DecomposeGEPExpression(GEP1, GEP1BaseOffset, VariableIndices, TD);
 608
 609   // If DecomposeGEPExpression isn't able to look all the way through the
 610   // addressing operation, we must not have TD and this is too complex for us
 611   // to handle without it.
 612   if (GEP1BasePtr != UnderlyingV1) {
 613     assert(TD == 0 &&
 614            "DecomposeGEPExpression and getUnderlyingObject disagree!");
 615     return MayAlias;
 616   }
 617
 618   // If we have getelementptr <ptr>, 0, 0, 0, 0, ... and V2 must aliases
 619   // the ptr, the end result is a must alias also.
 620   if (GEP1BaseOffset == 0 && VariableIndices.empty())
 621     return MustAlias;
 622
 623   // If we have a known constant offset, see if this offset is larger than the
 624   // access size being queried.  If so, and if no variable indices can remove
 625   // pieces of this constant, then we know we have a no-alias.  For example,
 626   //   &A[100] != &A.
 627
 628   // In order to handle cases like &A[100][i] where i is an out of range
 629   // subscript, we have to ignore all constant offset pieces that are a multiple
 630   // of a scaled index.  Do this by removing constant offsets that are a
 631   // multiple of any of our variable indices.  This allows us to transform
 632   // things like &A[i][1] because i has a stride of (e.g.) 8 bytes but the 1
 633   // provides an offset of 4 bytes (assuming a <= 4 byte access).
 634   for (unsigned i = 0, e = VariableIndices.size(); i != e && GEP1BaseOffset;++i)
 635     if (int64_t RemovedOffset = GEP1BaseOffset/VariableIndices[i].second)
 636       GEP1BaseOffset -= RemovedOffset*VariableIndices[i].second;
 637
 638   // If our known offset is bigger than the access size, we know we don't have
 639   // an alias.
 640   if (GEP1BaseOffset) {
 641     if (GEP1BaseOffset >= (int64_t)V2Size ||
 642         GEP1BaseOffset <= -(int64_t)V1Size)
 643       return NoAlias;
 644   }
 645
 646   return MayAlias;
 647 }
 648
 649 /// aliasSelect - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a Select
 650 /// instruction against another.
 651 AliasAnalysis::AliasResult
 652 BasicAliasAnalysis::aliasSelect(const SelectInst *SI, unsigned SISize,
 653                                 const Value *V2, unsigned V2Size) {
 654   // If the values are Selects with the same condition, we can do a more precise
 655   // check: just check for aliases between the values on corresponding arms.
 656   if (const SelectInst *SI2 = dyn_cast<SelectInst>(V2))
 657     if (SI->getCondition() == SI2->getCondition()) {
 658       AliasResult Alias =
 659         aliasCheck(SI->getTrueValue(), SISize,
 660                    SI2->getTrueValue(), V2Size);
 661       if (Alias == MayAlias)
 662         return MayAlias;
 663       AliasResult ThisAlias =
 664         aliasCheck(SI->getFalseValue(), SISize,
 665                    SI2->getFalseValue(), V2Size);
 666       if (ThisAlias != Alias)
 667         return MayAlias;
 668       return Alias;
 669     }
 670
 671   // If both arms of the Select node NoAlias or MustAlias V2, then returns
 672   // NoAlias / MustAlias. Otherwise, returns MayAlias.
 673   AliasResult Alias =
 674     aliasCheck(SI->getTrueValue(), SISize, V2, V2Size);
 675   if (Alias == MayAlias)
 676     return MayAlias;
 677   AliasResult ThisAlias =
 678     aliasCheck(SI->getFalseValue(), SISize, V2, V2Size);
 679   if (ThisAlias != Alias)
 680     return MayAlias;
 681   return Alias;
 682 }
 683
 684 // aliasPHI - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a PHI instruction
 685 // against another.
 686 AliasAnalysis::AliasResult
 687 BasicAliasAnalysis::aliasPHI(const PHINode *PN, unsigned PNSize,
 688                              const Value *V2, unsigned V2Size) {
 689   // The PHI node has already been visited, avoid recursion any further.
 690   if (!VisitedPHIs.insert(PN))
 691     return MayAlias;
 692
 693   // If the values are PHIs in the same block, we can do a more precise
 694   // as well as efficient check: just check for aliases between the values
 695   // on corresponding edges.
 696   if (const PHINode *PN2 = dyn_cast<PHINode>(V2))
 697     if (PN2->getParent() == PN->getParent()) {
 698       AliasResult Alias =
 699         aliasCheck(PN->getIncomingValue(0), PNSize,
 700                    PN2->getIncomingValueForBlock(PN->getIncomingBlock(0)),
 701                    V2Size);
 702       if (Alias == MayAlias)
 703         return MayAlias;
 704       for (unsigned i = 1, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
 705         AliasResult ThisAlias =
 706           aliasCheck(PN->getIncomingValue(i), PNSize,
 707                      PN2->getIncomingValueForBlock(PN->getIncomingBlock(i)),
 708                      V2Size);
 709         if (ThisAlias != Alias)
 710           return MayAlias;
 711       }
 712       return Alias;
 713     }
 714
 715   SmallPtrSet<Value*, 4> UniqueSrc;
 716   SmallVector<Value*, 4> V1Srcs;
 717   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
 718     Value *PV1 = PN->getIncomingValue(i);
 719     if (isa<PHINode>(PV1))
 720       // If any of the source itself is a PHI, return MayAlias conservatively
 721       // to avoid compile time explosion. The worst possible case is if both
 722       // sides are PHI nodes. In which case, this is O(m x n) time where 'm'
 723       // and 'n' are the number of PHI sources.
 724       return MayAlias;
 725     if (UniqueSrc.insert(PV1))
 726       V1Srcs.push_back(PV1);
 727   }
 728
 729   AliasResult Alias = aliasCheck(V2, V2Size, V1Srcs[0], PNSize);
 730   // Early exit if the check of the first PHI source against V2 is MayAlias.
 731   // Other results are not possible.
 732   if (Alias == MayAlias)
 733     return MayAlias;
 734
 735   // If all sources of the PHI node NoAlias or MustAlias V2, then returns
 736   // NoAlias / MustAlias. Otherwise, returns MayAlias.
 737   for (unsigned i = 1, e = V1Srcs.size(); i != e; ++i) {
 738     Value *V = V1Srcs[i];
 739
 740     // If V2 is a PHI, the recursive case will have been caught in the
 741     // above aliasCheck call, so these subsequent calls to aliasCheck
 742     // don't need to assume that V2 is being visited recursively.
 743     VisitedPHIs.erase(V2);
 744
 745     AliasResult ThisAlias = aliasCheck(V2, V2Size, V, PNSize);
 746     if (ThisAlias != Alias || ThisAlias == MayAlias)
 747       return MayAlias;
 748   }
 749
 750   return Alias;
 751 }
 752
 753 // aliasCheck - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate in common cases,
 754 // such as array references.
 755 //
 756 AliasAnalysis::AliasResult
 757 BasicAliasAnalysis::aliasCheck(const Value *V1, unsigned V1Size,
 758                                const Value *V2, unsigned V2Size) {
 759   // Strip off any casts if they exist.
 760   V1 = V1->stripPointerCasts();
 761   V2 = V2->stripPointerCasts();
 762
 763   // Are we checking for alias of the same value?
 764   if (V1 == V2) return MustAlias;
 765
 766   if (!isa<PointerType>(V1->getType()) || !isa<PointerType>(V2->getType()))
 767     return NoAlias;  // Scalars cannot alias each other
 768
 769   // Figure out what objects these things are pointing to if we can.
 770   const Value *O1 = V1->getUnderlyingObject();
 771   const Value *O2 = V2->getUnderlyingObject();
 772
 773   // Null values in the default address space don't point to any object, so they
 774   // don't alias any other pointer.
 775   if (const ConstantPointerNull *CPN = dyn_cast<ConstantPointerNull>(O1))
 776     if (CPN->getType()->getAddressSpace() == 0)
 777       return NoAlias;
 778   if (const ConstantPointerNull *CPN = dyn_cast<ConstantPointerNull>(O2))
 779     if (CPN->getType()->getAddressSpace() == 0)
 780       return NoAlias;
 781
 782   if (O1 != O2) {
 783     // If V1/V2 point to two different objects we know that we have no alias.
 784     if (isIdentifiedObject(O1) && isIdentifiedObject(O2))
 785       return NoAlias;
 786
 787     // Constant pointers can't alias with non-const isIdentifiedObject objects.
 788     if ((isa<Constant>(O1) && isIdentifiedObject(O2) && !isa<Constant>(O2)) ||
 789         (isa<Constant>(O2) && isIdentifiedObject(O1) && !isa<Constant>(O1)))
 790       return NoAlias;
 791
 792     // Arguments can't alias with local allocations or noalias calls.
 793     if ((isa<Argument>(O1) && (isa<AllocaInst>(O2) || isNoAliasCall(O2))) ||
 794         (isa<Argument>(O2) && (isa<AllocaInst>(O1) || isNoAliasCall(O1))))
 795       return NoAlias;
 796
 797     // Most objects can't alias null.
 798     if ((isa<ConstantPointerNull>(V2) && isKnownNonNull(O1)) ||
 799         (isa<ConstantPointerNull>(V1) && isKnownNonNull(O2)))
 800       return NoAlias;
 801   }
 802
 803   // If the size of one access is larger than the entire object on the other
 804   // side, then we know such behavior is undefined and can assume no alias.
 805   if (TD)
 806     if ((V1Size != ~0U && isObjectSmallerThan(O2, V1Size, *TD)) ||
 807         (V2Size != ~0U && isObjectSmallerThan(O1, V2Size, *TD)))
 808       return NoAlias;
 809
 810   // If one pointer is the result of a call/invoke or load and the other is a
 811   // non-escaping local object, then we know the object couldn't escape to a
 812   // point where the call could return it. The load case works because
 813   // isNonEscapingLocalObject considers all stores to be escapes (it
 814   // passes true for the StoreCaptures argument to PointerMayBeCaptured).
 815   if (O1 != O2) {
 816     if ((isa<CallInst>(O1) || isa<InvokeInst>(O1) || isa<LoadInst>(O1) ||
 817          isa<Argument>(O1)) &&
 818         isNonEscapingLocalObject(O2))
 819       return NoAlias;
 820     if ((isa<CallInst>(O2) || isa<InvokeInst>(O2) || isa<LoadInst>(O2) ||
 821          isa<Argument>(O2)) &&
 822         isNonEscapingLocalObject(O1))
 823       return NoAlias;
 824   }
 825
 826   // FIXME: This isn't aggressively handling alias(GEP, PHI) for example: if the
 827   // GEP can't simplify, we don't even look at the PHI cases.
 828   if (!isa<GEPOperator>(V1) && isa<GEPOperator>(V2)) {
 829     std::swap(V1, V2);
 830     std::swap(V1Size, V2Size);
 831     std::swap(O1, O2);
 832   }
 833   if (const GEPOperator *GV1 = dyn_cast<GEPOperator>(V1))
 834     return aliasGEP(GV1, V1Size, V2, V2Size, O1, O2);
 835
 836   if (isa<PHINode>(V2) && !isa<PHINode>(V1)) {
 837     std::swap(V1, V2);
 838     std::swap(V1Size, V2Size);
 839   }
 840   if (const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(V1))
 841     return aliasPHI(PN, V1Size, V2, V2Size);
 842
 843   if (isa<SelectInst>(V2) && !isa<SelectInst>(V1)) {
 844     std::swap(V1, V2);
 845     std::swap(V1Size, V2Size);
 846   }
 847   if (const SelectInst *S1 = dyn_cast<SelectInst>(V1))
 848     return aliasSelect(S1, V1Size, V2, V2Size);
 849
 850   return MayAlias;
 851 }
 852
 853 // This function is used to determine if the indices of two GEP instructions are
 854 // equal. V1 and V2 are the indices.
 855 static bool IndexOperandsEqual(Value *V1, Value *V2) {
 856   if (V1->getType() == V2->getType())
 857     return V1 == V2;
 858   if (Constant *C1 = dyn_cast<Constant>(V1))
 859     if (Constant *C2 = dyn_cast<Constant>(V2)) {
 860       // Sign extend the constants to long types, if necessary
 861       if (C1->getType() != Type::getInt64Ty(C1->getContext()))
 862         C1 = ConstantExpr::getSExt(C1, Type::getInt64Ty(C1->getContext()));
 863       if (C2->getType() != Type::getInt64Ty(C1->getContext()))
 864         C2 = ConstantExpr::getSExt(C2, Type::getInt64Ty(C1->getContext()));
 865       return C1 == C2;
 866     }
 867   return false;
 868 }
 869
 870 /// CheckGEPInstructions - Check two GEP instructions with known must-aliasing
 871 /// base pointers.  This checks to see if the index expressions preclude the
 872 /// pointers from aliasing.
 873 AliasAnalysis::AliasResult
 874 BasicAliasAnalysis::CheckGEPInstructions(
 875   const Type* BasePtr1Ty, Value **GEP1Ops, unsigned NumGEP1Ops, unsigned G1S,
 876   const Type *BasePtr2Ty, Value **GEP2Ops, unsigned NumGEP2Ops, unsigned G2S) {
 877   // We currently can't handle the case when the base pointers have different
 878   // primitive types.  Since this is uncommon anyway, we are happy being
 879   // extremely conservative.
 880   if (BasePtr1Ty != BasePtr2Ty)
 881     return MayAlias;
 882
 883   const PointerType *GEPPointerTy = cast<PointerType>(BasePtr1Ty);
 884
 885   // Find the (possibly empty) initial sequence of equal values... which are not
 886   // necessarily constants.
 887   unsigned NumGEP1Operands = NumGEP1Ops, NumGEP2Operands = NumGEP2Ops;
 888   unsigned MinOperands = std::min(NumGEP1Operands, NumGEP2Operands);
 889   unsigned MaxOperands = std::max(NumGEP1Operands, NumGEP2Operands);
 890   unsigned UnequalOper = 0;
 891   while (UnequalOper != MinOperands &&
 892          IndexOperandsEqual(GEP1Ops[UnequalOper], GEP2Ops[UnequalOper])) {
 893     // Advance through the type as we go...
 894     ++UnequalOper;
 895     if (const CompositeType *CT = dyn_cast<CompositeType>(BasePtr1Ty))
 896       BasePtr1Ty = CT->getTypeAtIndex(GEP1Ops[UnequalOper-1]);
 897     else {
 898       // If all operands equal each other, then the derived pointers must
 899       // alias each other...
 900       BasePtr1Ty = 0;
 901       assert(UnequalOper == NumGEP1Operands && UnequalOper == NumGEP2Operands &&
 902              "Ran out of type nesting, but not out of operands?");
 903       return MustAlias;
 904     }
 905   }
 906
 907   // If we have seen all constant operands, and run out of indexes on one of the
 908   // getelementptrs, check to see if the tail of the leftover one is all zeros.
 909   // If so, return mustalias.
 910   if (UnequalOper == MinOperands) {
 911     if (NumGEP1Ops < NumGEP2Ops) {
 912       std::swap(GEP1Ops, GEP2Ops);
 913       std::swap(NumGEP1Ops, NumGEP2Ops);
 914     }
 915
 916     bool AllAreZeros = true;
 917     for (unsigned i = UnequalOper; i != MaxOperands; ++i)
 918       if (!isa<Constant>(GEP1Ops[i]) ||
 919           !cast<Constant>(GEP1Ops[i])->isNullValue()) {
 920         AllAreZeros = false;
 921         break;
 922       }
 923     if (AllAreZeros) return MustAlias;
 924   }
 925
 926
 927   // So now we know that the indexes derived from the base pointers,
 928   // which are known to alias, are different.  We can still determine a
 929   // no-alias result if there are differing constant pairs in the index
 930   // chain.  For example:
 931   //        A[i][0] != A[j][1] iff (&A[0][1]-&A[0][0] >= std::max(G1S, G2S))
 932   //
 933   // We have to be careful here about array accesses.  In particular, consider:
 934   //        A[1][0] vs A[0][i]
 935   // In this case, we don't *know* that the array will be accessed in bounds:
 936   // the index could even be negative.  Because of this, we have to
 937   // conservatively *give up* and return may alias.  We disregard differing
 938   // array subscripts that are followed by a variable index without going
 939   // through a struct.
 940   //
 941   unsigned SizeMax = std::max(G1S, G2S);
 942   if (SizeMax == ~0U) return MayAlias; // Avoid frivolous work.
 943
 944   // Scan for the first operand that is constant and unequal in the
 945   // two getelementptrs...
 946   unsigned FirstConstantOper = UnequalOper;
 947   for (; FirstConstantOper != MinOperands; ++FirstConstantOper) {
 948     const Value *G1Oper = GEP1Ops[FirstConstantOper];
 949     const Value *G2Oper = GEP2Ops[FirstConstantOper];
 950
 951     if (G1Oper != G2Oper)   // Found non-equal constant indexes...
 952       if (Constant *G1OC = dyn_cast<ConstantInt>(const_cast<Value*>(G1Oper)))
 953         if (Constant *G2OC = dyn_cast<ConstantInt>(const_cast<Value*>(G2Oper))){
 954           if (G1OC->getType() != G2OC->getType()) {
 955             // Sign extend both operands to long.
 956             const Type *Int64Ty = Type::getInt64Ty(G1OC->getContext());
 957             if (G1OC->getType() != Int64Ty)
 958               G1OC = ConstantExpr::getSExt(G1OC, Int64Ty);
 959             if (G2OC->getType() != Int64Ty)
 960               G2OC = ConstantExpr::getSExt(G2OC, Int64Ty);
 961             GEP1Ops[FirstConstantOper] = G1OC;
 962             GEP2Ops[FirstConstantOper] = G2OC;
 963           }
 964
 965           if (G1OC != G2OC) {
 966             // Handle the "be careful" case above: if this is an array/vector
 967             // subscript, scan for a subsequent variable array index.
 968             if (const SequentialType *STy =
 969                   dyn_cast<SequentialType>(BasePtr1Ty)) {
 970               const Type *NextTy = STy;
 971               bool isBadCase = false;
 972
 973               for (unsigned Idx = FirstConstantOper;
 974                    Idx != MinOperands && isa<SequentialType>(NextTy); ++Idx) {
 975                 const Value *V1 = GEP1Ops[Idx], *V2 = GEP2Ops[Idx];
 976                 if (!isa<Constant>(V1) || !isa<Constant>(V2)) {
 977                   isBadCase = true;
 978                   break;
 979                 }
 980                 // If the array is indexed beyond the bounds of the static type
 981                 // at this level, it will also fall into the "be careful" case.
 982                 // It would theoretically be possible to analyze these cases,
 983                 // but for now just be conservatively correct.
 984                 if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(STy))
 985                   if (cast<ConstantInt>(G1OC)->getZExtValue() >=
 986                         ATy->getNumElements() ||
 987                       cast<ConstantInt>(G2OC)->getZExtValue() >=
 988                         ATy->getNumElements()) {
 989                     isBadCase = true;
 990                     break;
 991                   }
 992                 if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(STy))
 993                   if (cast<ConstantInt>(G1OC)->getZExtValue() >=
 994                         VTy->getNumElements() ||
 995                       cast<ConstantInt>(G2OC)->getZExtValue() >=
 996                         VTy->getNumElements()) {
 997                     isBadCase = true;
 998                     break;
 999                   }
1000                 STy = cast<SequentialType>(NextTy);
1001                 NextTy = cast<SequentialType>(NextTy)->getElementType();
1002               }
1003
1004               if (isBadCase) G1OC = 0;
1005             }
1006
1007             // Make sure they are comparable (ie, not constant expressions), and
1008             // make sure the GEP with the smaller leading constant is GEP1.
1009             if (G1OC) {
1010               Constant *Compare = ConstantExpr::getICmp(ICmpInst::ICMP_SGT,
1011                                                         G1OC, G2OC);
1012               if (ConstantInt *CV = dyn_cast<ConstantInt>(Compare)) {
1013                 if (CV->getZExtValue()) {  // If they are comparable and G2 > G1
1014                   std::swap(GEP1Ops, GEP2Ops);  // Make GEP1 < GEP2
1015                   std::swap(NumGEP1Ops, NumGEP2Ops);
1016                 }
1017                 break;
1018               }
1019             }
1020           }
1021         }
1022     BasePtr1Ty = cast<CompositeType>(BasePtr1Ty)->getTypeAtIndex(G1Oper);
1023   }
1024
1025   // No shared constant operands, and we ran out of common operands.  At this
1026   // point, the GEP instructions have run through all of their operands, and we
1027   // haven't found evidence that there are any deltas between the GEP's.
1028   // However, one GEP may have more operands than the other.  If this is the
1029   // case, there may still be hope.  Check this now.
1030   if (FirstConstantOper == MinOperands) {
1031     // Without TargetData, we won't know what the offsets are.
1032     if (!TD)
1033       return MayAlias;
1034
1035     // Make GEP1Ops be the longer one if there is a longer one.
1036     if (NumGEP1Ops < NumGEP2Ops) {
1037       std::swap(GEP1Ops, GEP2Ops);
1038       std::swap(NumGEP1Ops, NumGEP2Ops);
1039     }
1040
1041     // Is there anything to check?
1042     if (NumGEP1Ops > MinOperands) {
1043       for (unsigned i = FirstConstantOper; i != MaxOperands; ++i)
1044         if (isa<ConstantInt>(GEP1Ops[i]) &&
1045             !cast<ConstantInt>(GEP1Ops[i])->isZero()) {
1046           // Yup, there's a constant in the tail.  Set all variables to
1047           // constants in the GEP instruction to make it suitable for
1048           // TargetData::getIndexedOffset.
1049           for (i = 0; i != MaxOperands; ++i)
1050             if (!isa<ConstantInt>(GEP1Ops[i]))
1051               GEP1Ops[i] = Constant::getNullValue(GEP1Ops[i]->getType());
1052           // Okay, now get the offset.  This is the relative offset for the full
1053           // instruction.
1054           int64_t Offset1 = TD->getIndexedOffset(GEPPointerTy, GEP1Ops,
1055                                                  NumGEP1Ops);
1056
1057           // Now check without any constants at the end.
1058           int64_t Offset2 = TD->getIndexedOffset(GEPPointerTy, GEP1Ops,
1059                                                  MinOperands);
1060
1061           // Make sure we compare the absolute difference.
1062           if (Offset1 > Offset2)
1063             std::swap(Offset1, Offset2);
1064
1065           // If the tail provided a bit enough offset, return noalias!
1066           if ((uint64_t)(Offset2-Offset1) >= SizeMax)
1067             return NoAlias;
1068           // Otherwise break - we don't look for another constant in the tail.
1069           break;
1070         }
1071     }
1072
1073     // Couldn't find anything useful.
1074     return MayAlias;
1075   }
1076
1077   // If there are non-equal constants arguments, then we can figure
1078   // out a minimum known delta between the two index expressions... at
1079   // this point we know that the first constant index of GEP1 is less
1080   // than the first constant index of GEP2.
1081
1082   // Advance BasePtr[12]Ty over this first differing constant operand.
1083   BasePtr2Ty = cast<CompositeType>(BasePtr1Ty)->
1084       getTypeAtIndex(GEP2Ops[FirstConstantOper]);
1085   BasePtr1Ty = cast<CompositeType>(BasePtr1Ty)->
1086       getTypeAtIndex(GEP1Ops[FirstConstantOper]);
1087
1088   // We are going to be using TargetData::getIndexedOffset to determine the
1089   // offset that each of the GEP's is reaching.  To do this, we have to convert
1090   // all variable references to constant references.  To do this, we convert the
1091   // initial sequence of array subscripts into constant zeros to start with.
1092   const Type *ZeroIdxTy = GEPPointerTy;
1093   for (unsigned i = 0; i != FirstConstantOper; ++i) {
1094     if (!isa<StructType>(ZeroIdxTy))
1095       GEP1Ops[i] = GEP2Ops[i] =
1096               Constant::getNullValue(Type::getInt32Ty(ZeroIdxTy->getContext()));
1097
1098     if (const CompositeType *CT = dyn_cast<CompositeType>(ZeroIdxTy))
1099       ZeroIdxTy = CT->getTypeAtIndex(GEP1Ops[i]);
1100   }
1101
1102   // We know that GEP1Ops[FirstConstantOper] & GEP2Ops[FirstConstantOper] are ok
1103
1104   // Loop over the rest of the operands...
1105   for (unsigned i = FirstConstantOper+1; i != MaxOperands; ++i) {
1106     const Value *Op1 = i < NumGEP1Ops ? GEP1Ops[i] : 0;
1107     const Value *Op2 = i < NumGEP2Ops ? GEP2Ops[i] : 0;
1108     // If they are equal, use a zero index...
1109     if (Op1 == Op2 && BasePtr1Ty == BasePtr2Ty) {
1110       if (!isa<ConstantInt>(Op1))
1111         GEP1Ops[i] = GEP2Ops[i] = Constant::getNullValue(Op1->getType());
1112       // Otherwise, just keep the constants we have.
1113     } else {
1114       if (Op1) {
1115         if (const ConstantInt *Op1C = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
1116           // If this is an array index, make sure the array element is in range.
1117           if (const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(BasePtr1Ty)) {
1118             if (Op1C->getZExtValue() >= AT->getNumElements())
1119               return MayAlias;  // Be conservative with out-of-range accesses
1120           } else if (const VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(BasePtr1Ty)) {
1121             if (Op1C->getZExtValue() >= VT->getNumElements())
1122               return MayAlias;  // Be conservative with out-of-range accesses
1123           }
1124
1125         } else {
1126           // GEP1 is known to produce a value less than GEP2.  To be
1127           // conservatively correct, we must assume the largest possible
1128           // constant is used in this position.  This cannot be the initial
1129           // index to the GEP instructions (because we know we have at least one
1130           // element before this one with the different constant arguments), so
1131           // we know that the current index must be into either a struct or
1132           // array.  Because we know it's not constant, this cannot be a
1133           // structure index.  Because of this, we can calculate the maximum
1134           // value possible.
1135           //
1136           if (const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(BasePtr1Ty))
1137             GEP1Ops[i] =
1138                   ConstantInt::get(Type::getInt64Ty(AT->getContext()),
1139                                    AT->getNumElements()-1);
1140           else if (const VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(BasePtr1Ty))
1141             GEP1Ops[i] =
1142                   ConstantInt::get(Type::getInt64Ty(VT->getContext()),
1143                                    VT->getNumElements()-1);
1144         }
1145       }
1146
1147       if (Op2) {
1148         if (const ConstantInt *Op2C = dyn_cast<ConstantInt>(Op2)) {
1149           // If this is an array index, make sure the array element is in range.
1150           if (const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(BasePtr2Ty)) {
1151             if (Op2C->getZExtValue() >= AT->getNumElements())
1152               return MayAlias;  // Be conservative with out-of-range accesses
1153           } else if (const VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(BasePtr2Ty)) {
1154             if (Op2C->getZExtValue() >= VT->getNumElements())
1155               return MayAlias;  // Be conservative with out-of-range accesses
1156           }
1157         } else {  // Conservatively assume the minimum value for this index
1158           GEP2Ops[i] = Constant::getNullValue(Op2->getType());
1159         }
1160       }
1161     }
1162
1163     if (BasePtr1Ty && Op1) {
1164       if (const CompositeType *CT = dyn_cast<CompositeType>(BasePtr1Ty))
1165         BasePtr1Ty = CT->getTypeAtIndex(GEP1Ops[i]);
1166       else
1167         BasePtr1Ty = 0;
1168     }
1169
1170     if (BasePtr2Ty && Op2) {
1171       if (const CompositeType *CT = dyn_cast<CompositeType>(BasePtr2Ty))
1172         BasePtr2Ty = CT->getTypeAtIndex(GEP2Ops[i]);
1173       else
1174         BasePtr2Ty = 0;
1175     }
1176   }
1177
1178   if (TD && GEPPointerTy->getElementType()->isSized()) {
1179     int64_t Offset1 =
1180       TD->getIndexedOffset(GEPPointerTy, GEP1Ops, NumGEP1Ops);
1181     int64_t Offset2 =
1182       TD->getIndexedOffset(GEPPointerTy, GEP2Ops, NumGEP2Ops);
1183     assert(Offset1 != Offset2 &&
1184            "There is at least one different constant here!");
1185
1186     // Make sure we compare the absolute difference.
1187     if (Offset1 > Offset2)
1188       std::swap(Offset1, Offset2);
1189
1190     if ((uint64_t)(Offset2-Offset1) >= SizeMax) {
1191       //cerr << "Determined that these two GEP's don't alias ["
1192       //     << SizeMax << " bytes]: \n" << *GEP1 << *GEP2;
1193       return NoAlias;
1194     }
1195   }
1196   return MayAlias;
1197 }
1198
1199 // Make sure that anything that uses AliasAnalysis pulls in this file.
1200 DEFINING_FILE_FOR(BasicAliasAnalysis)