Update computeArraySize() to use ComputeMultiple() to determine the array size associ...
[oota-llvm.git] / include / llvm / Analysis / AliasAnalysis.h
index 1ac4355f952a25c622a45f1b2451c1a297866d75..be7d5ee37b80f1b1b1ba3862a013e38aecbf56f7 100644 (file)
@@ -1,10 +1,10 @@
 //===- llvm/Analysis/AliasAnalysis.h - Alias Analysis Interface -*- C++ -*-===//
-// 
+//
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
-// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
-// 
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
+//
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 // This file defines the generic AliasAnalysis interface, which is used as the
 #define LLVM_ANALYSIS_ALIAS_ANALYSIS_H
 
 #include "llvm/Support/CallSite.h"
-#include "llvm/Pass.h"    // Need this for IncludeFile
+#include "llvm/System/IncludeFile.h"
+#include <vector>
 
 namespace llvm {
 
 class LoadInst;
 class StoreInst;
+class VAArgInst;
 class TargetData;
+class Pass;
+class AnalysisUsage;
 
 class AliasAnalysis {
-  const TargetData *TD;
 protected:
+  const TargetData *TD;
+  AliasAnalysis *AA;       // Previous Alias Analysis to chain to.
+
   /// InitializeAliasAnalysis - Subclasses must call this method to initialize
   /// the AliasAnalysis interface before any other methods are called.  This is
   /// typically called by the run* methods of these subclasses.  This may be
   /// called multiple times.
   ///
   void InitializeAliasAnalysis(Pass *P);
-  
-  // getAnalysisUsage - All alias analysis implementations should invoke this
-  // directly (using AliasAnalysis::getAnalysisUsage(AU)) to make sure that
-  // TargetData is required by the pass.
+
+  /// getAnalysisUsage - All alias analysis implementations should invoke this
+  /// directly (using AliasAnalysis::getAnalysisUsage(AU)).
   virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
 
 public:
-  AliasAnalysis() : TD(0) {}
+  static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
+  AliasAnalysis() : TD(0), AA(0) {}
   virtual ~AliasAnalysis();  // We want to be subclassed
 
-  /// getTargetData - Every alias analysis implementation depends on the size of
-  /// data items in the current Target.  This provides a uniform way to handle
-  /// it.
+  /// getTargetData - Return a pointer to the current TargetData object, or
+  /// null if no TargetData object is available.
+  ///
+  const TargetData *getTargetData() const { return TD; }
+
+  /// getTypeStoreSize - Return the TargetData store size for the given type,
+  /// if known, or a conservative value otherwise.
   ///
-  const TargetData &getTargetData() const { return *TD; }
+  unsigned getTypeStoreSize(const Type *Ty);
 
   //===--------------------------------------------------------------------===//
   /// Alias Queries...
@@ -82,9 +92,7 @@ public:
   /// analysis implementations.
   ///
   virtual AliasResult alias(const Value *V1, unsigned V1Size,
-                            const Value *V2, unsigned V2Size) {
-    return MayAlias;
-  }
+                            const Value *V2, unsigned V2Size);
 
   /// getMustAliases - If there are any pointers known that must alias this
   /// pointer, return them now.  This allows alias-set based alias analyses to
@@ -92,47 +100,149 @@ public:
   /// alias analysis supports this, it should ADD any must aliased pointers to
   /// the specified vector.
   ///
-  virtual void getMustAliases(Value *P, std::vector<Value*> &RetVals) {}
+  virtual void getMustAliases(Value *P, std::vector<Value*> &RetVals);
 
   /// pointsToConstantMemory - If the specified pointer is known to point into
   /// constant global memory, return true.  This allows disambiguation of store
   /// instructions from constant pointers.
   ///
-  virtual bool pointsToConstantMemory(const Value *P) { return false; }
+  virtual bool pointsToConstantMemory(const Value *P);
 
-  /// doesNotAccessMemory - If the specified function is known to never read or
-  /// write memory, return true.  If the function only reads from known-constant
-  /// memory, it is also legal to return true.  Functions that unwind the stack
-  /// are not legal for this predicate.
+  //===--------------------------------------------------------------------===//
+  /// Simple mod/ref information...
   ///
-  /// Many optimizations (such as CSE and LICM) can be performed on calls to it,
-  /// without worrying about aliasing properties, and many functions have this
-  /// property (e.g. 'sin' and 'cos').
+
+  /// ModRefResult - Represent the result of a mod/ref query.  Mod and Ref are
+  /// bits which may be or'd together.
+  ///
+  enum ModRefResult { NoModRef = 0, Ref = 1, Mod = 2, ModRef = 3 };
+
+
+  /// ModRefBehavior - Summary of how a function affects memory in the program.
+  /// Loads from constant globals are not considered memory accesses for this
+  /// interface.  Also, functions may freely modify stack space local to their
+  /// invocation without having to report it through these interfaces.
+  enum ModRefBehavior {
+    // DoesNotAccessMemory - This function does not perform any non-local loads
+    // or stores to memory.
+    //
+    // This property corresponds to the GCC 'const' attribute.
+    DoesNotAccessMemory,
+
+    // AccessesArguments - This function accesses function arguments in well
+    // known (possibly volatile) ways, but does not access any other memory.
+    //
+    // Clients may use the Info parameter of getModRefBehavior to get specific
+    // information about how pointer arguments are used.
+    AccessesArguments,
+
+    // AccessesArgumentsAndGlobals - This function has accesses function
+    // arguments and global variables well known (possibly volatile) ways, but
+    // does not access any other memory.
+    //
+    // Clients may use the Info parameter of getModRefBehavior to get specific
+    // information about how pointer arguments are used.
+    AccessesArgumentsAndGlobals,
+
+    // OnlyReadsMemory - This function does not perform any non-local stores or
+    // volatile loads, but may read from any memory location.
+    //
+    // This property corresponds to the GCC 'pure' attribute.
+    OnlyReadsMemory,
+
+    // UnknownModRefBehavior - This indicates that the function could not be
+    // classified into one of the behaviors above.
+    UnknownModRefBehavior
+  };
+
+  /// PointerAccessInfo - This struct is used to return results for pointers,
+  /// globals, and the return value of a function.
+  struct PointerAccessInfo {
+    /// V - The value this record corresponds to.  This may be an Argument for
+    /// the function, a GlobalVariable, or null, corresponding to the return
+    /// value for the function.
+    Value *V;
+
+    /// ModRefInfo - Whether the pointer is loaded or stored to/from.
+    ///
+    ModRefResult ModRefInfo;
+
+    /// AccessType - Specific fine-grained access information for the argument.
+    /// If none of these classifications is general enough, the
+    /// getModRefBehavior method should not return AccessesArguments*.  If a
+    /// record is not returned for a particular argument, the argument is never
+    /// dead and never dereferenced.
+    enum AccessType {
+      /// ScalarAccess - The pointer is dereferenced.
+      ///
+      ScalarAccess,
+
+      /// ArrayAccess - The pointer is indexed through as an array of elements.
+      ///
+      ArrayAccess,
+
+      /// ElementAccess ?? P->F only?
+
+      /// CallsThrough - Indirect calls are made through the specified function
+      /// pointer.
+      CallsThrough
+    };
+  };
+
+  /// getModRefBehavior - Return the behavior when calling the given call site.
+  virtual ModRefBehavior getModRefBehavior(CallSite CS,
+                                   std::vector<PointerAccessInfo> *Info = 0);
+
+  /// getModRefBehavior - Return the behavior when calling the given function.
+  /// For use when the call site is not known.
+  virtual ModRefBehavior getModRefBehavior(Function *F,
+                                   std::vector<PointerAccessInfo> *Info = 0);
+
+  /// doesNotAccessMemory - If the specified call is known to never read or
+  /// write memory, return true.  If the call only reads from known-constant
+  /// memory, it is also legal to return true.  Calls that unwind the stack
+  /// are legal for this predicate.
+  ///
+  /// Many optimizations (such as CSE and LICM) can be performed on such calls
+  /// without worrying about aliasing properties, and many calls have this
+  /// property (e.g. calls to 'sin' and 'cos').
   ///
   /// This property corresponds to the GCC 'const' attribute.
   ///
-  virtual bool doesNotAccessMemory(Function *F) { return false; }
+  bool doesNotAccessMemory(CallSite CS) {
+    return getModRefBehavior(CS) == DoesNotAccessMemory;
+  }
 
-  /// onlyReadsMemory - If the specified function is known to only read from
-  /// non-volatile memory (or not access memory at all), return true.  Functions
-  /// that unwind the stack are not legal for this predicate.
+  /// doesNotAccessMemory - If the specified function is known to never read or
+  /// write memory, return true.  For use when the call site is not known.
+  ///
+  bool doesNotAccessMemory(Function *F) {
+    return getModRefBehavior(F) == DoesNotAccessMemory;
+  }
+
+  /// onlyReadsMemory - If the specified call is known to only read from
+  /// non-volatile memory (or not access memory at all), return true.  Calls
+  /// that unwind the stack are legal for this predicate.
   ///
   /// This property allows many common optimizations to be performed in the
   /// absence of interfering store instructions, such as CSE of strlen calls.
   ///
   /// This property corresponds to the GCC 'pure' attribute.
   ///
-  virtual bool onlyReadsMemory(Function *F) { return doesNotAccessMemory(F); }
-
+  bool onlyReadsMemory(CallSite CS) {
+    ModRefBehavior MRB = getModRefBehavior(CS);
+    return MRB == DoesNotAccessMemory || MRB == OnlyReadsMemory;
+  }
 
-  //===--------------------------------------------------------------------===//
-  /// Simple mod/ref information...
+  /// onlyReadsMemory - If the specified function is known to only read from
+  /// non-volatile memory (or not access memory at all), return true.  For use
+  /// when the call site is not known.
   ///
+  bool onlyReadsMemory(Function *F) {
+    ModRefBehavior MRB = getModRefBehavior(F);
+    return MRB == DoesNotAccessMemory || MRB == OnlyReadsMemory;
+  }
 
-  /// ModRefResult - Represent the result of a mod/ref query.  Mod and Ref are
-  /// bits which may be or'd together.
-  ///
-  enum ModRefResult { NoModRef = 0, Ref = 1, Mod = 2, ModRef = 3 };
 
   /// getModRefInfo - Return information about whether or not an instruction may
   /// read or write memory specified by the pointer operand.  An instruction
@@ -146,12 +256,21 @@ public:
 
   /// getModRefInfo - Return information about whether two call sites may refer
   /// to the same set of memory locations.  This function returns NoModRef if
-  /// the two calls refer to disjoint memory locations, Ref if they both read
-  /// some of the same memory, Mod if they both write to some of the same
-  /// memory, and ModRef if they read and write to the same memory.
+  /// the two calls refer to disjoint memory locations, Ref if CS1 reads memory
+  /// written by CS2, Mod if CS1 writes to memory read or written by CS2, or
+  /// ModRef if CS1 might read or write memory accessed by CS2.
   ///
   virtual ModRefResult getModRefInfo(CallSite CS1, CallSite CS2);
 
+  /// hasNoModRefInfoForCalls - Return true if the analysis has no mod/ref
+  /// information for pairs of function calls (other than "pure" and "const"
+  /// functions).  This can be used by clients to avoid many pointless queries.
+  /// Remember that if you override this and chain to another analysis, you must
+  /// make sure that it doesn't have mod/ref info either.
+  ///
+  virtual bool hasNoModRefInfoForCalls() const;
+
+public:
   /// Convenience functions...
   ModRefResult getModRefInfo(LoadInst *L, Value *P, unsigned Size);
   ModRefResult getModRefInfo(StoreInst *S, Value *P, unsigned Size);
@@ -161,8 +280,12 @@ public:
   ModRefResult getModRefInfo(InvokeInst *I, Value *P, unsigned Size) {
     return getModRefInfo(CallSite(I), P, Size);
   }
+  ModRefResult getModRefInfo(VAArgInst* I, Value* P, unsigned Size) {
+    return AliasAnalysis::ModRef;
+  }
   ModRefResult getModRefInfo(Instruction *I, Value *P, unsigned Size) {
     switch (I->getOpcode()) {
+    case Instruction::VAArg:  return getModRefInfo((VAArgInst*)I, P, Size);
     case Instruction::Load:   return getModRefInfo((LoadInst*)I, P, Size);
     case Instruction::Store:  return getModRefInfo((StoreInst*)I, P, Size);
     case Instruction::Call:   return getModRefInfo((CallInst*)I, P, Size);
@@ -171,6 +294,10 @@ public:
     }
   }
 
+  //===--------------------------------------------------------------------===//
+  /// Higher level methods for querying mod/ref information.
+  ///
+
   /// canBasicBlockModify - Return true if it is possible for execution of the
   /// specified basic block to modify the value pointed to by Ptr.
   ///
@@ -183,16 +310,57 @@ public:
   ///
   bool canInstructionRangeModify(const Instruction &I1, const Instruction &I2,
                                  const Value *Ptr, unsigned Size);
+
+  //===--------------------------------------------------------------------===//
+  /// Methods that clients should call when they transform the program to allow
+  /// alias analyses to update their internal data structures.  Note that these
+  /// methods may be called on any instruction, regardless of whether or not
+  /// they have pointer-analysis implications.
+  ///
+
+  /// deleteValue - This method should be called whenever an LLVM Value is
+  /// deleted from the program, for example when an instruction is found to be
+  /// redundant and is eliminated.
+  ///
+  virtual void deleteValue(Value *V);
+
+  /// copyValue - This method should be used whenever a preexisting value in the
+  /// program is copied or cloned, introducing a new value.  Note that analysis
+  /// implementations should tolerate clients that use this method to introduce
+  /// the same value multiple times: if the analysis already knows about a
+  /// value, it should ignore the request.
+  ///
+  virtual void copyValue(Value *From, Value *To);
+
+  /// replaceWithNewValue - This method is the obvious combination of the two
+  /// above, and it provided as a helper to simplify client code.
+  ///
+  void replaceWithNewValue(Value *Old, Value *New) {
+    copyValue(Old, New);
+    deleteValue(Old);
+  }
 };
 
+/// isNoAliasCall - Return true if this pointer is returned by a noalias
+/// function.
+bool isNoAliasCall(const Value *V);
+
+/// isIdentifiedObject - Return true if this pointer refers to a distinct and
+/// identifiable object.  This returns true for:
+///    Global Variables and Functions (but not Global Aliases)
+///    Allocas and Mallocs
+///    ByVal and NoAlias Arguments
+///    NoAlias returns
+///
+bool isIdentifiedObject(const Value *V);
+
+} // End llvm namespace
+
 // Because of the way .a files work, we must force the BasicAA implementation to
 // be pulled in if the AliasAnalysis header is included.  Otherwise we run
 // the risk of AliasAnalysis being used, but the default implementation not
 // being linked into the tool that uses it.
-//
-extern void BasicAAStub();
-static IncludeFile HDR_INCLUDE_BASICAA_CPP((void*)&BasicAAStub);
-
-} // End llvm namespace
+FORCE_DEFINING_FILE_TO_BE_LINKED(AliasAnalysis)
+FORCE_DEFINING_FILE_TO_BE_LINKED(BasicAliasAnalysis)
 
 #endif