Revert 101465, it broke internal OpenGL testing.
[oota-llvm.git] / 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/Passes.h"
18 #include "llvm/Constants.h"
19 #include "llvm/DerivedTypes.h"
20 #include "llvm/Function.h"
21 #include "llvm/GlobalVariable.h"
22 #include "llvm/Instructions.h"
23 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
24 #include "llvm/Operator.h"
25 #include "llvm/Pass.h"
26 #include "llvm/Analysis/CaptureTracking.h"
27 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
28 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
29 #include "llvm/Target/TargetData.h"
30 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
31 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
32 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
33 #include <algorithm>
34 using namespace llvm;
35
36 //===----------------------------------------------------------------------===//
37 // Useful predicates
38 //===----------------------------------------------------------------------===//
39
40 /// isKnownNonNull - Return true if we know that the specified value is never
41 /// null.
42 static bool isKnownNonNull(const Value *V) {
43   // Alloca never returns null, malloc might.
44   if (isa<AllocaInst>(V)) return true;
45   
46   // A byval argument is never null.
47   if (const Argument *A = dyn_cast<Argument>(V))
48     return A->hasByValAttr();
49
50   // Global values are not null unless extern weak.
51   if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V))
52     return !GV->hasExternalWeakLinkage();
53   return false;
54 }
55
56 /// isNonEscapingLocalObject - Return true if the pointer is to a function-local
57 /// object that never escapes from the function.
58 static bool isNonEscapingLocalObject(const Value *V) {
59   // If this is a local allocation, check to see if it escapes.
60   if (isa<AllocaInst>(V) || isNoAliasCall(V))
61     // Set StoreCaptures to True so that we can assume in our callers that the
62     // pointer is not the result of a load instruction. Currently
63     // PointerMayBeCaptured doesn't have any special analysis for the
64     // StoreCaptures=false case; if it did, our callers could be refined to be
65     // more precise.
66     return !PointerMayBeCaptured(V, false, /*StoreCaptures=*/true);
67
68   // If this is an argument that corresponds to a byval or noalias argument,
69   // then it has not escaped before entering the function.  Check if it escapes
70   // inside the function.
71   if (const Argument *A = dyn_cast<Argument>(V))
72     if (A->hasByValAttr() || A->hasNoAliasAttr()) {
73       // Don't bother analyzing arguments already known not to escape.
74       if (A->hasNoCaptureAttr())
75         return true;
76       return !PointerMayBeCaptured(V, false, /*StoreCaptures=*/true);
77     }
78   return false;
79 }
80
81
82 /// isObjectSmallerThan - Return true if we can prove that the object specified
83 /// by V is smaller than Size.
84 static bool isObjectSmallerThan(const Value *V, unsigned Size,
85                                 const TargetData &TD) {
86   const Type *AccessTy;
87   if (const GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V)) {
88     AccessTy = GV->getType()->getElementType();
89   } else if (const AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(V)) {
90     if (!AI->isArrayAllocation())
91       AccessTy = AI->getType()->getElementType();
92     else
93       return false;
94   } else if (const CallInst* CI = extractMallocCall(V)) {
95     if (!isArrayMalloc(V, &TD))
96       // The size is the argument to the malloc call.
97       if (const ConstantInt* C = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getOperand(1)))
98         return (C->getZExtValue() < Size);
99     return false;
100   } else if (const Argument *A = dyn_cast<Argument>(V)) {
101     if (A->hasByValAttr())
102       AccessTy = cast<PointerType>(A->getType())->getElementType();
103     else
104       return false;
105   } else {
106     return false;
107   }
108   
109   if (AccessTy->isSized())
110     return TD.getTypeAllocSize(AccessTy) < Size;
111   return false;
112 }
113
114 //===----------------------------------------------------------------------===//
115 // NoAA Pass
116 //===----------------------------------------------------------------------===//
117
118 namespace {
119   /// NoAA - This class implements the -no-aa pass, which always returns "I
120   /// don't know" for alias queries.  NoAA is unlike other alias analysis
121   /// implementations, in that it does not chain to a previous analysis.  As
122   /// such it doesn't follow many of the rules that other alias analyses must.
123   ///
124   struct NoAA : public ImmutablePass, public AliasAnalysis {
125     static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
126     NoAA() : ImmutablePass(&ID) {}
127     explicit NoAA(void *PID) : ImmutablePass(PID) { }
128
129     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
130     }
131
132     virtual void initializePass() {
133       TD = getAnalysisIfAvailable<TargetData>();
134     }
135
136     virtual AliasResult alias(const Value *V1, unsigned V1Size,
137                               const Value *V2, unsigned V2Size) {
138       return MayAlias;
139     }
140
141     virtual void getArgumentAccesses(Function *F, CallSite CS,
142                                      std::vector<PointerAccessInfo> &Info) {
143       llvm_unreachable("This method may not be called on this function!");
144     }
145
146     virtual bool pointsToConstantMemory(const Value *P) { return false; }
147     virtual ModRefResult getModRefInfo(CallSite CS, Value *P, unsigned Size) {
148       return ModRef;
149     }
150     virtual ModRefResult getModRefInfo(CallSite CS1, CallSite CS2) {
151       return ModRef;
152     }
153
154     virtual void deleteValue(Value *V) {}
155     virtual void copyValue(Value *From, Value *To) {}
156     
157     /// getAdjustedAnalysisPointer - This method is used when a pass implements
158     /// an analysis interface through multiple inheritance.  If needed, it should
159     /// override this to adjust the this pointer as needed for the specified pass
160     /// info.
161     virtual void *getAdjustedAnalysisPointer(const PassInfo *PI) {
162       if (PI->isPassID(&AliasAnalysis::ID))
163         return (AliasAnalysis*)this;
164       return this;
165     }
166   };
167 }  // End of anonymous namespace
168
169 // Register this pass...
170 char NoAA::ID = 0;
171 static RegisterPass<NoAA>
172 U("no-aa", "No Alias Analysis (always returns 'may' alias)", true, true);
173
174 // Declare that we implement the AliasAnalysis interface
175 static RegisterAnalysisGroup<AliasAnalysis> V(U);
176
177 ImmutablePass *llvm::createNoAAPass() { return new NoAA(); }
178
179 //===----------------------------------------------------------------------===//
180 // BasicAA Pass
181 //===----------------------------------------------------------------------===//
182
183 namespace {
184   /// BasicAliasAnalysis - This is the default alias analysis implementation.
185   /// Because it doesn't chain to a previous alias analysis (like -no-aa), it
186   /// derives from the NoAA class.
187   struct BasicAliasAnalysis : public NoAA {
188     static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
189     BasicAliasAnalysis() : NoAA(&ID) {}
190     AliasResult alias(const Value *V1, unsigned V1Size,
191                       const Value *V2, unsigned V2Size) {
192       assert(VisitedPHIs.empty() && "VisitedPHIs must be cleared after use!");
193       AliasResult Alias = aliasCheck(V1, V1Size, V2, V2Size);
194       VisitedPHIs.clear();
195       return Alias;
196     }
197
198     ModRefResult getModRefInfo(CallSite CS, Value *P, unsigned Size);
199     ModRefResult getModRefInfo(CallSite CS1, CallSite CS2);
200
201     /// pointsToConstantMemory - Chase pointers until we find a (constant
202     /// global) or not.
203     bool pointsToConstantMemory(const Value *P);
204
205     /// getAdjustedAnalysisPointer - This method is used when a pass implements
206     /// an analysis interface through multiple inheritance.  If needed, it should
207     /// override this to adjust the this pointer as needed for the specified pass
208     /// info.
209     virtual void *getAdjustedAnalysisPointer(const PassInfo *PI) {
210       if (PI->isPassID(&AliasAnalysis::ID))
211         return (AliasAnalysis*)this;
212       return this;
213     }
214     
215   private:
216     // VisitedPHIs - Track PHI nodes visited by a aliasCheck() call.
217     SmallPtrSet<const Value*, 16> VisitedPHIs;
218
219     // aliasGEP - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a GEP
220     // instruction against another.
221     AliasResult aliasGEP(const GEPOperator *V1, unsigned V1Size,
222                          const Value *V2, unsigned V2Size,
223                          const Value *UnderlyingV1, const Value *UnderlyingV2);
224
225     // aliasPHI - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a PHI
226     // instruction against another.
227     AliasResult aliasPHI(const PHINode *PN, unsigned PNSize,
228                          const Value *V2, unsigned V2Size);
229
230     /// aliasSelect - Disambiguate a Select instruction against another value.
231     AliasResult aliasSelect(const SelectInst *SI, unsigned SISize,
232                             const Value *V2, unsigned V2Size);
233
234     AliasResult aliasCheck(const Value *V1, unsigned V1Size,
235                            const Value *V2, unsigned V2Size);
236   };
237 }  // End of anonymous namespace
238
239 // Register this pass...
240 char BasicAliasAnalysis::ID = 0;
241 static RegisterPass<BasicAliasAnalysis>
242 X("basicaa", "Basic Alias Analysis (default AA impl)", false, true);
243
244 // Declare that we implement the AliasAnalysis interface
245 static RegisterAnalysisGroup<AliasAnalysis, true> Y(X);
246
247 ImmutablePass *llvm::createBasicAliasAnalysisPass() {
248   return new BasicAliasAnalysis();
249 }
250
251
252 /// pointsToConstantMemory - Chase pointers until we find a (constant
253 /// global) or not.
254 bool BasicAliasAnalysis::pointsToConstantMemory(const Value *P) {
255   if (const GlobalVariable *GV = 
256         dyn_cast<GlobalVariable>(P->getUnderlyingObject()))
257     // Note: this doesn't require GV to be "ODR" because it isn't legal for a
258     // global to be marked constant in some modules and non-constant in others.
259     // GV may even be a declaration, not a definition.
260     return GV->isConstant();
261   return false;
262 }
263
264
265 /// getModRefInfo - Check to see if the specified callsite can clobber the
266 /// specified memory object.  Since we only look at local properties of this
267 /// function, we really can't say much about this query.  We do, however, use
268 /// simple "address taken" analysis on local objects.
269 AliasAnalysis::ModRefResult
270 BasicAliasAnalysis::getModRefInfo(CallSite CS, Value *P, unsigned Size) {
271   const Value *Object = P->getUnderlyingObject();
272   
273   // If this is a tail call and P points to a stack location, we know that
274   // the tail call cannot access or modify the local stack.
275   // We cannot exclude byval arguments here; these belong to the caller of
276   // the current function not to the current function, and a tail callee
277   // may reference them.
278   if (isa<AllocaInst>(Object))
279     if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(CS.getInstruction()))
280       if (CI->isTailCall())
281         return NoModRef;
282   
283   // If the pointer is to a locally allocated object that does not escape,
284   // then the call can not mod/ref the pointer unless the call takes the pointer
285   // as an argument, and itself doesn't capture it.
286   if (!isa<Constant>(Object) && CS.getInstruction() != Object &&
287       isNonEscapingLocalObject(Object)) {
288     bool PassedAsArg = false;
289     unsigned ArgNo = 0;
290     for (CallSite::arg_iterator CI = CS.arg_begin(), CE = CS.arg_end();
291          CI != CE; ++CI, ++ArgNo) {
292       // Only look at the no-capture pointer arguments.
293       if (!(*CI)->getType()->isPointerTy() ||
294           !CS.paramHasAttr(ArgNo+1, Attribute::NoCapture))
295         continue;
296       
297       // If  this is a no-capture pointer argument, see if we can tell that it
298       // is impossible to alias the pointer we're checking.  If not, we have to
299       // assume that the call could touch the pointer, even though it doesn't
300       // escape.
301       if (!isNoAlias(cast<Value>(CI), ~0U, P, ~0U)) {
302         PassedAsArg = true;
303         break;
304       }
305     }
306     
307     if (!PassedAsArg)
308       return NoModRef;
309   }
310
311   // Finally, handle specific knowledge of intrinsics.
312   IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(CS.getInstruction());
313   if (II == 0)
314     return AliasAnalysis::getModRefInfo(CS, P, Size);
315
316   switch (II->getIntrinsicID()) {
317   default: break;
318   case Intrinsic::memcpy:
319   case Intrinsic::memmove: {
320     unsigned Len = ~0U;
321     if (ConstantInt *LenCI = dyn_cast<ConstantInt>(II->getOperand(3)))
322       Len = LenCI->getZExtValue();
323     Value *Dest = II->getOperand(1);
324     Value *Src = II->getOperand(2);
325     if (isNoAlias(Dest, Len, P, Size)) {
326       if (isNoAlias(Src, Len, P, Size))
327         return NoModRef;
328       return Ref;
329     }
330     break;
331   }
332   case Intrinsic::memset:
333     // Since memset is 'accesses arguments' only, the AliasAnalysis base class
334     // will handle it for the variable length case.
335     if (ConstantInt *LenCI = dyn_cast<ConstantInt>(II->getOperand(3))) {
336       unsigned Len = LenCI->getZExtValue();
337       Value *Dest = II->getOperand(1);
338       if (isNoAlias(Dest, Len, P, Size))
339         return NoModRef;
340     }
341     break;
342   case Intrinsic::atomic_cmp_swap:
343   case Intrinsic::atomic_swap:
344   case Intrinsic::atomic_load_add:
345   case Intrinsic::atomic_load_sub:
346   case Intrinsic::atomic_load_and:
347   case Intrinsic::atomic_load_nand:
348   case Intrinsic::atomic_load_or:
349   case Intrinsic::atomic_load_xor:
350   case Intrinsic::atomic_load_max:
351   case Intrinsic::atomic_load_min:
352   case Intrinsic::atomic_load_umax:
353   case Intrinsic::atomic_load_umin:
354     if (TD) {
355       Value *Op1 = II->getOperand(1);
356       unsigned Op1Size = TD->getTypeStoreSize(Op1->getType());
357       if (isNoAlias(Op1, Op1Size, P, Size))
358         return NoModRef;
359     }
360     break;
361   case Intrinsic::lifetime_start:
362   case Intrinsic::lifetime_end:
363   case Intrinsic::invariant_start: {
364     unsigned PtrSize = cast<ConstantInt>(II->getOperand(1))->getZExtValue();
365     if (isNoAlias(II->getOperand(2), PtrSize, P, Size))
366       return NoModRef;
367     break;
368   }
369   case Intrinsic::invariant_end: {
370     unsigned PtrSize = cast<ConstantInt>(II->getOperand(2))->getZExtValue();
371     if (isNoAlias(II->getOperand(3), PtrSize, P, Size))
372       return NoModRef;
373     break;
374   }
375   }
376
377   // The AliasAnalysis base class has some smarts, lets use them.
378   return AliasAnalysis::getModRefInfo(CS, P, Size);
379 }
380
381
382 AliasAnalysis::ModRefResult 
383 BasicAliasAnalysis::getModRefInfo(CallSite CS1, CallSite CS2) {
384   // If CS1 or CS2 are readnone, they don't interact.
385   ModRefBehavior CS1B = AliasAnalysis::getModRefBehavior(CS1);
386   if (CS1B == DoesNotAccessMemory) return NoModRef;
387   
388   ModRefBehavior CS2B = AliasAnalysis::getModRefBehavior(CS2);
389   if (CS2B == DoesNotAccessMemory) return NoModRef;
390   
391   // If they both only read from memory, just return ref.
392   if (CS1B == OnlyReadsMemory && CS2B == OnlyReadsMemory)
393     return Ref;
394   
395   // Otherwise, fall back to NoAA (mod+ref).
396   return NoAA::getModRefInfo(CS1, CS2);
397 }
398
399 /// GetIndiceDifference - Dest and Src are the variable indices from two
400 /// decomposed GetElementPtr instructions GEP1 and GEP2 which have common base
401 /// pointers.  Subtract the GEP2 indices from GEP1 to find the symbolic
402 /// difference between the two pointers. 
403 static void GetIndiceDifference(
404                       SmallVectorImpl<std::pair<const Value*, int64_t> > &Dest,
405                 const SmallVectorImpl<std::pair<const Value*, int64_t> > &Src) {
406   if (Src.empty()) return;
407
408   for (unsigned i = 0, e = Src.size(); i != e; ++i) {
409     const Value *V = Src[i].first;
410     int64_t Scale = Src[i].second;
411     
412     // Find V in Dest.  This is N^2, but pointer indices almost never have more
413     // than a few variable indexes.
414     for (unsigned j = 0, e = Dest.size(); j != e; ++j) {
415       if (Dest[j].first != V) continue;
416       
417       // If we found it, subtract off Scale V's from the entry in Dest.  If it
418       // goes to zero, remove the entry.
419       if (Dest[j].second != Scale)
420         Dest[j].second -= Scale;
421       else
422         Dest.erase(Dest.begin()+j);
423       Scale = 0;
424       break;
425     }
426     
427     // If we didn't consume this entry, add it to the end of the Dest list.
428     if (Scale)
429       Dest.push_back(std::make_pair(V, -Scale));
430   }
431 }
432
433 /// aliasGEP - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a GEP instruction
434 /// against another pointer.  We know that V1 is a GEP, but we don't know
435 /// anything about V2.  UnderlyingV1 is GEP1->getUnderlyingObject(),
436 /// UnderlyingV2 is the same for V2.
437 ///
438 AliasAnalysis::AliasResult
439 BasicAliasAnalysis::aliasGEP(const GEPOperator *GEP1, unsigned V1Size,
440                              const Value *V2, unsigned V2Size,
441                              const Value *UnderlyingV1,
442                              const Value *UnderlyingV2) {
443   int64_t GEP1BaseOffset;
444   SmallVector<std::pair<const Value*, int64_t>, 4> GEP1VariableIndices;
445
446   // If we have two gep instructions with must-alias'ing base pointers, figure
447   // out if the indexes to the GEP tell us anything about the derived pointer.
448   if (const GEPOperator *GEP2 = dyn_cast<GEPOperator>(V2)) {
449     // Do the base pointers alias?
450     AliasResult BaseAlias = aliasCheck(UnderlyingV1, ~0U, UnderlyingV2, ~0U);
451     
452     // If we get a No or May, then return it immediately, no amount of analysis
453     // will improve this situation.
454     if (BaseAlias != MustAlias) return BaseAlias;
455     
456     // Otherwise, we have a MustAlias.  Since the base pointers alias each other
457     // exactly, see if the computed offset from the common pointer tells us
458     // about the relation of the resulting pointer.
459     const Value *GEP1BasePtr =
460       DecomposeGEPExpression(GEP1, GEP1BaseOffset, GEP1VariableIndices, TD);
461     
462     int64_t GEP2BaseOffset;
463     SmallVector<std::pair<const Value*, int64_t>, 4> GEP2VariableIndices;
464     const Value *GEP2BasePtr =
465       DecomposeGEPExpression(GEP2, GEP2BaseOffset, GEP2VariableIndices, TD);
466     
467     // If DecomposeGEPExpression isn't able to look all the way through the
468     // addressing operation, we must not have TD and this is too complex for us
469     // to handle without it.
470     if (GEP1BasePtr != UnderlyingV1 || GEP2BasePtr != UnderlyingV2) {
471       assert(TD == 0 &&
472              "DecomposeGEPExpression and getUnderlyingObject disagree!");
473       return MayAlias;
474     }
475     
476     // Subtract the GEP2 pointer from the GEP1 pointer to find out their
477     // symbolic difference.
478     GEP1BaseOffset -= GEP2BaseOffset;
479     GetIndiceDifference(GEP1VariableIndices, GEP2VariableIndices);
480     
481   } else {
482     // Check to see if these two pointers are related by the getelementptr
483     // instruction.  If one pointer is a GEP with a non-zero index of the other
484     // pointer, we know they cannot alias.
485
486     // If both accesses are unknown size, we can't do anything useful here.
487     if (V1Size == ~0U && V2Size == ~0U)
488       return MayAlias;
489
490     AliasResult R = aliasCheck(UnderlyingV1, ~0U, V2, V2Size);
491     if (R != MustAlias)
492       // If V2 may alias GEP base pointer, conservatively returns MayAlias.
493       // If V2 is known not to alias GEP base pointer, then the two values
494       // cannot alias per GEP semantics: "A pointer value formed from a
495       // getelementptr instruction is associated with the addresses associated
496       // with the first operand of the getelementptr".
497       return R;
498
499     const Value *GEP1BasePtr =
500       DecomposeGEPExpression(GEP1, GEP1BaseOffset, GEP1VariableIndices, TD);
501     
502     // If DecomposeGEPExpression isn't able to look all the way through the
503     // addressing operation, we must not have TD and this is too complex for us
504     // to handle without it.
505     if (GEP1BasePtr != UnderlyingV1) {
506       assert(TD == 0 &&
507              "DecomposeGEPExpression and getUnderlyingObject disagree!");
508       return MayAlias;
509     }
510   }
511   
512   // In the two GEP Case, if there is no difference in the offsets of the
513   // computed pointers, the resultant pointers are a must alias.  This
514   // hapens when we have two lexically identical GEP's (for example).
515   //
516   // In the other case, if we have getelementptr <ptr>, 0, 0, 0, 0, ... and V2
517   // must aliases the GEP, the end result is a must alias also.
518   if (GEP1BaseOffset == 0 && GEP1VariableIndices.empty())
519     return MustAlias;
520
521   // If we have a known constant offset, see if this offset is larger than the
522   // access size being queried.  If so, and if no variable indices can remove
523   // pieces of this constant, then we know we have a no-alias.  For example,
524   //   &A[100] != &A.
525   
526   // In order to handle cases like &A[100][i] where i is an out of range
527   // subscript, we have to ignore all constant offset pieces that are a multiple
528   // of a scaled index.  Do this by removing constant offsets that are a
529   // multiple of any of our variable indices.  This allows us to transform
530   // things like &A[i][1] because i has a stride of (e.g.) 8 bytes but the 1
531   // provides an offset of 4 bytes (assuming a <= 4 byte access).
532   for (unsigned i = 0, e = GEP1VariableIndices.size();
533        i != e && GEP1BaseOffset;++i)
534     if (int64_t RemovedOffset = GEP1BaseOffset/GEP1VariableIndices[i].second)
535       GEP1BaseOffset -= RemovedOffset*GEP1VariableIndices[i].second;
536   
537   // If our known offset is bigger than the access size, we know we don't have
538   // an alias.
539   if (GEP1BaseOffset) {
540     if (GEP1BaseOffset >= (int64_t)V2Size ||
541         GEP1BaseOffset <= -(int64_t)V1Size)
542       return NoAlias;
543   }
544   
545   return MayAlias;
546 }
547
548 /// aliasSelect - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a Select
549 /// instruction against another.
550 AliasAnalysis::AliasResult
551 BasicAliasAnalysis::aliasSelect(const SelectInst *SI, unsigned SISize,
552                                 const Value *V2, unsigned V2Size) {
553   // If the values are Selects with the same condition, we can do a more precise
554   // check: just check for aliases between the values on corresponding arms.
555   if (const SelectInst *SI2 = dyn_cast<SelectInst>(V2))
556     if (SI->getCondition() == SI2->getCondition()) {
557       AliasResult Alias =
558         aliasCheck(SI->getTrueValue(), SISize,
559                    SI2->getTrueValue(), V2Size);
560       if (Alias == MayAlias)
561         return MayAlias;
562       AliasResult ThisAlias =
563         aliasCheck(SI->getFalseValue(), SISize,
564                    SI2->getFalseValue(), V2Size);
565       if (ThisAlias != Alias)
566         return MayAlias;
567       return Alias;
568     }
569
570   // If both arms of the Select node NoAlias or MustAlias V2, then returns
571   // NoAlias / MustAlias. Otherwise, returns MayAlias.
572   AliasResult Alias =
573     aliasCheck(SI->getTrueValue(), SISize, V2, V2Size);
574   if (Alias == MayAlias)
575     return MayAlias;
576   AliasResult ThisAlias =
577     aliasCheck(SI->getFalseValue(), SISize, V2, V2Size);
578   if (ThisAlias != Alias)
579     return MayAlias;
580   return Alias;
581 }
582
583 // aliasPHI - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a PHI instruction
584 // against another.
585 AliasAnalysis::AliasResult
586 BasicAliasAnalysis::aliasPHI(const PHINode *PN, unsigned PNSize,
587                              const Value *V2, unsigned V2Size) {
588   // The PHI node has already been visited, avoid recursion any further.
589   if (!VisitedPHIs.insert(PN))
590     return MayAlias;
591
592   // If the values are PHIs in the same block, we can do a more precise
593   // as well as efficient check: just check for aliases between the values
594   // on corresponding edges.
595   if (const PHINode *PN2 = dyn_cast<PHINode>(V2))
596     if (PN2->getParent() == PN->getParent()) {
597       AliasResult Alias =
598         aliasCheck(PN->getIncomingValue(0), PNSize,
599                    PN2->getIncomingValueForBlock(PN->getIncomingBlock(0)),
600                    V2Size);
601       if (Alias == MayAlias)
602         return MayAlias;
603       for (unsigned i = 1, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
604         AliasResult ThisAlias =
605           aliasCheck(PN->getIncomingValue(i), PNSize,
606                      PN2->getIncomingValueForBlock(PN->getIncomingBlock(i)),
607                      V2Size);
608         if (ThisAlias != Alias)
609           return MayAlias;
610       }
611       return Alias;
612     }
613
614   SmallPtrSet<Value*, 4> UniqueSrc;
615   SmallVector<Value*, 4> V1Srcs;
616   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
617     Value *PV1 = PN->getIncomingValue(i);
618     if (isa<PHINode>(PV1))
619       // If any of the source itself is a PHI, return MayAlias conservatively
620       // to avoid compile time explosion. The worst possible case is if both
621       // sides are PHI nodes. In which case, this is O(m x n) time where 'm'
622       // and 'n' are the number of PHI sources.
623       return MayAlias;
624     if (UniqueSrc.insert(PV1))
625       V1Srcs.push_back(PV1);
626   }
627
628   AliasResult Alias = aliasCheck(V2, V2Size, V1Srcs[0], PNSize);
629   // Early exit if the check of the first PHI source against V2 is MayAlias.
630   // Other results are not possible.
631   if (Alias == MayAlias)
632     return MayAlias;
633
634   // If all sources of the PHI node NoAlias or MustAlias V2, then returns
635   // NoAlias / MustAlias. Otherwise, returns MayAlias.
636   for (unsigned i = 1, e = V1Srcs.size(); i != e; ++i) {
637     Value *V = V1Srcs[i];
638
639     // If V2 is a PHI, the recursive case will have been caught in the
640     // above aliasCheck call, so these subsequent calls to aliasCheck
641     // don't need to assume that V2 is being visited recursively.
642     VisitedPHIs.erase(V2);
643
644     AliasResult ThisAlias = aliasCheck(V2, V2Size, V, PNSize);
645     if (ThisAlias != Alias || ThisAlias == MayAlias)
646       return MayAlias;
647   }
648
649   return Alias;
650 }
651
652 // aliasCheck - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate in common cases,
653 // such as array references.
654 //
655 AliasAnalysis::AliasResult
656 BasicAliasAnalysis::aliasCheck(const Value *V1, unsigned V1Size,
657                                const Value *V2, unsigned V2Size) {
658   // If either of the memory references is empty, it doesn't matter what the
659   // pointer values are.
660   if (V1Size == 0 || V2Size == 0)
661     return NoAlias;
662
663   // Strip off any casts if they exist.
664   V1 = V1->stripPointerCasts();
665   V2 = V2->stripPointerCasts();
666
667   // Are we checking for alias of the same value?
668   if (V1 == V2) return MustAlias;
669
670   if (!V1->getType()->isPointerTy() || !V2->getType()->isPointerTy())
671     return NoAlias;  // Scalars cannot alias each other
672
673   // Figure out what objects these things are pointing to if we can.
674   const Value *O1 = V1->getUnderlyingObject();
675   const Value *O2 = V2->getUnderlyingObject();
676
677   // Null values in the default address space don't point to any object, so they
678   // don't alias any other pointer.
679   if (const ConstantPointerNull *CPN = dyn_cast<ConstantPointerNull>(O1))
680     if (CPN->getType()->getAddressSpace() == 0)
681       return NoAlias;
682   if (const ConstantPointerNull *CPN = dyn_cast<ConstantPointerNull>(O2))
683     if (CPN->getType()->getAddressSpace() == 0)
684       return NoAlias;
685
686   if (O1 != O2) {
687     // If V1/V2 point to two different objects we know that we have no alias.
688     if (isIdentifiedObject(O1) && isIdentifiedObject(O2))
689       return NoAlias;
690
691     // Constant pointers can't alias with non-const isIdentifiedObject objects.
692     if ((isa<Constant>(O1) && isIdentifiedObject(O2) && !isa<Constant>(O2)) ||
693         (isa<Constant>(O2) && isIdentifiedObject(O1) && !isa<Constant>(O1)))
694       return NoAlias;
695
696     // Arguments can't alias with local allocations or noalias calls.
697     if ((isa<Argument>(O1) && (isa<AllocaInst>(O2) || isNoAliasCall(O2))) ||
698         (isa<Argument>(O2) && (isa<AllocaInst>(O1) || isNoAliasCall(O1))))
699       return NoAlias;
700
701     // Most objects can't alias null.
702     if ((isa<ConstantPointerNull>(V2) && isKnownNonNull(O1)) ||
703         (isa<ConstantPointerNull>(V1) && isKnownNonNull(O2)))
704       return NoAlias;
705   }
706   
707   // If the size of one access is larger than the entire object on the other
708   // side, then we know such behavior is undefined and can assume no alias.
709   if (TD)
710     if ((V1Size != ~0U && isObjectSmallerThan(O2, V1Size, *TD)) ||
711         (V2Size != ~0U && isObjectSmallerThan(O1, V2Size, *TD)))
712       return NoAlias;
713   
714   // If one pointer is the result of a call/invoke or load and the other is a
715   // non-escaping local object, then we know the object couldn't escape to a
716   // point where the call could return it. The load case works because
717   // isNonEscapingLocalObject considers all stores to be escapes (it
718   // passes true for the StoreCaptures argument to PointerMayBeCaptured).
719   if (O1 != O2) {
720     if ((isa<CallInst>(O1) || isa<InvokeInst>(O1) || isa<LoadInst>(O1) ||
721          isa<Argument>(O1)) &&
722         isNonEscapingLocalObject(O2))
723       return NoAlias;
724     if ((isa<CallInst>(O2) || isa<InvokeInst>(O2) || isa<LoadInst>(O2) ||
725          isa<Argument>(O2)) &&
726         isNonEscapingLocalObject(O1))
727       return NoAlias;
728   }
729
730   // FIXME: This isn't aggressively handling alias(GEP, PHI) for example: if the
731   // GEP can't simplify, we don't even look at the PHI cases.
732   if (!isa<GEPOperator>(V1) && isa<GEPOperator>(V2)) {
733     std::swap(V1, V2);
734     std::swap(V1Size, V2Size);
735     std::swap(O1, O2);
736   }
737   if (const GEPOperator *GV1 = dyn_cast<GEPOperator>(V1))
738     return aliasGEP(GV1, V1Size, V2, V2Size, O1, O2);
739
740   if (isa<PHINode>(V2) && !isa<PHINode>(V1)) {
741     std::swap(V1, V2);
742     std::swap(V1Size, V2Size);
743   }
744   if (const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(V1))
745     return aliasPHI(PN, V1Size, V2, V2Size);
746
747   if (isa<SelectInst>(V2) && !isa<SelectInst>(V1)) {
748     std::swap(V1, V2);
749     std::swap(V1Size, V2Size);
750   }
751   if (const SelectInst *S1 = dyn_cast<SelectInst>(V1))
752     return aliasSelect(S1, V1Size, V2, V2Size);
753
754   return MayAlias;
755 }
756
757 // Make sure that anything that uses AliasAnalysis pulls in this file.
758 DEFINING_FILE_FOR(BasicAliasAnalysis)