Extend the getDependence query with support for PHI translation.
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / BasicAliasAnalysis.cpp
index d366a50274a2756e9d01bbe53da4221b59556736..354e66df0c03a9693877b662e0522eb59c09fb3c 100644 (file)
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
-#include "llvm/Analysis/CaptureTracking.h"
-#include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
 #include "llvm/Analysis/Passes.h"
 #include "llvm/Constants.h"
 #include "llvm/DerivedTypes.h"
 #include "llvm/Function.h"
+#include "llvm/GlobalAlias.h"
 #include "llvm/GlobalVariable.h"
 #include "llvm/Instructions.h"
 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
 #include "llvm/Operator.h"
 #include "llvm/Pass.h"
+#include "llvm/Analysis/CaptureTracking.h"
+#include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
+#include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
 #include "llvm/Target/TargetData.h"
-#include "llvm/ADT/SmallSet.h"
+#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
-#include "llvm/ADT/STLExtras.h"
 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
 #include <algorithm>
@@ -38,26 +39,6 @@ using namespace llvm;
 // Useful predicates
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-static const Value *GetGEPOperands(const Value *V, 
-                                   SmallVector<Value*, 16> &GEPOps) {
-  assert(GEPOps.empty() && "Expect empty list to populate!");
-  GEPOps.insert(GEPOps.end(), cast<User>(V)->op_begin()+1,
-                cast<User>(V)->op_end());
-
-  // Accumulate all of the chained indexes into the operand array
-  V = cast<User>(V)->getOperand(0);
-
-  while (const GEPOperator *G = dyn_cast<GEPOperator>(V)) {
-    if (!isa<Constant>(GEPOps[0]) || isa<GlobalValue>(GEPOps[0]) ||
-        !cast<Constant>(GEPOps[0])->isNullValue())
-      break;  // Don't handle folding arbitrary pointer offsets yet...
-    GEPOps.erase(GEPOps.begin());   // Drop the zero index
-    GEPOps.insert(GEPOps.begin(), G->op_begin()+1, G->op_end());
-    V = G->getOperand(0);
-  }
-  return V;
-}
-
 /// isKnownNonNull - Return true if we know that the specified value is never
 /// null.
 static bool isKnownNonNull(const Value *V) {
@@ -99,6 +80,20 @@ static bool isNonEscapingLocalObject(const Value *V) {
   return false;
 }
 
+/// isEscapeSource - Return true if the pointer is one which would have
+/// been considered an escape by isNonEscapingLocalObject.
+static bool isEscapeSource(const Value *V) {
+  if (isa<CallInst>(V) || isa<InvokeInst>(V) || isa<Argument>(V))
+    return true;
+
+  // The load case works because isNonEscapingLocalObject considers all
+  // stores to be escapes (it passes true for the StoreCaptures argument
+  // to PointerMayBeCaptured).
+  if (isa<LoadInst>(V))
+    return true;
+
+  return false;
+}
 
 /// isObjectSmallerThan - Return true if we can prove that the object specified
 /// by V is smaller than Size.
@@ -115,7 +110,7 @@ static bool isObjectSmallerThan(const Value *V, unsigned Size,
   } else if (const CallInst* CI = extractMallocCall(V)) {
     if (!isArrayMalloc(V, &TD))
       // The size is the argument to the malloc call.
-      if (const ConstantInt* C = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getOperand(1)))
+      if (const ConstantInt* C = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(0)))
         return (C->getZExtValue() < Size);
     return false;
   } else if (const Argument *A = dyn_cast<Argument>(V)) {
@@ -144,8 +139,8 @@ namespace {
   ///
   struct NoAA : public ImmutablePass, public AliasAnalysis {
     static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
-    NoAA() : ImmutablePass(&ID) {}
-    explicit NoAA(void *PID) : ImmutablePass(PID) { }
+    NoAA() : ImmutablePass(ID) {}
+    explicit NoAA(char &PID) : ImmutablePass(PID) { }
 
     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
     }
@@ -159,71 +154,413 @@ namespace {
       return MayAlias;
     }
 
-    virtual void getArgumentAccesses(Function *F, CallSite CS,
-                                     std::vector<PointerAccessInfo> &Info) {
-      llvm_unreachable("This method may not be called on this function!");
+    virtual ModRefBehavior getModRefBehavior(ImmutableCallSite CS) {
+      return UnknownModRefBehavior;
+    }
+    virtual ModRefBehavior getModRefBehavior(const Function *F) {
+      return UnknownModRefBehavior;
     }
 
     virtual bool pointsToConstantMemory(const Value *P) { return false; }
-    virtual ModRefResult getModRefInfo(CallSite CS, Value *P, unsigned Size) {
+    virtual ModRefResult getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
+                                       const Value *P, unsigned Size) {
       return ModRef;
     }
-    virtual ModRefResult getModRefInfo(CallSite CS1, CallSite CS2) {
+    virtual ModRefResult getModRefInfo(ImmutableCallSite CS1,
+                                       ImmutableCallSite CS2) {
       return ModRef;
     }
 
+    virtual DependenceResult getDependence(const Instruction *First,
+                                           const Value *FirstPHITranslatedAddr,
+                                           DependenceQueryFlags FirstFlags,
+                                           const Instruction *Second,
+                                           const Value *SecondPHITranslatedAddr,
+                                           DependenceQueryFlags SecondFlags) {
+      return Unknown;
+    }
+
     virtual void deleteValue(Value *V) {}
     virtual void copyValue(Value *From, Value *To) {}
+    
+    /// getAdjustedAnalysisPointer - This method is used when a pass implements
+    /// an analysis interface through multiple inheritance.  If needed, it
+    /// should override this to adjust the this pointer as needed for the
+    /// specified pass info.
+    virtual void *getAdjustedAnalysisPointer(const void *ID) {
+      if (ID == &AliasAnalysis::ID)
+        return (AliasAnalysis*)this;
+      return this;
+    }
   };
 }  // End of anonymous namespace
 
 // Register this pass...
 char NoAA::ID = 0;
-static RegisterPass<NoAA>
-U("no-aa", "No Alias Analysis (always returns 'may' alias)", true, true);
-
-// Declare that we implement the AliasAnalysis interface
-static RegisterAnalysisGroup<AliasAnalysis> V(U);
+INITIALIZE_AG_PASS(NoAA, AliasAnalysis, "no-aa",
+                   "No Alias Analysis (always returns 'may' alias)",
+                   true, true, false);
 
 ImmutablePass *llvm::createNoAAPass() { return new NoAA(); }
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-// BasicAA Pass
+// GetElementPtr Instruction Decomposition and Analysis
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
+namespace {
+  enum ExtensionKind {
+    EK_NotExtended,
+    EK_SignExt,
+    EK_ZeroExt
+  };
+  
+  struct VariableGEPIndex {
+    const Value *V;
+    ExtensionKind Extension;
+    int64_t Scale;
+  };
+}
+
+
+/// GetLinearExpression - Analyze the specified value as a linear expression:
+/// "A*V + B", where A and B are constant integers.  Return the scale and offset
+/// values as APInts and return V as a Value*, and return whether we looked
+/// through any sign or zero extends.  The incoming Value is known to have
+/// IntegerType and it may already be sign or zero extended.
+///
+/// Note that this looks through extends, so the high bits may not be
+/// represented in the result.
+static Value *GetLinearExpression(Value *V, APInt &Scale, APInt &Offset,
+                                  ExtensionKind &Extension,
+                                  const TargetData &TD, unsigned Depth) {
+  assert(V->getType()->isIntegerTy() && "Not an integer value");
+
+  // Limit our recursion depth.
+  if (Depth == 6) {
+    Scale = 1;
+    Offset = 0;
+    return V;
+  }
+  
+  if (BinaryOperator *BOp = dyn_cast<BinaryOperator>(V)) {
+    if (ConstantInt *RHSC = dyn_cast<ConstantInt>(BOp->getOperand(1))) {
+      switch (BOp->getOpcode()) {
+      default: break;
+      case Instruction::Or:
+        // X|C == X+C if all the bits in C are unset in X.  Otherwise we can't
+        // analyze it.
+        if (!MaskedValueIsZero(BOp->getOperand(0), RHSC->getValue(), &TD))
+          break;
+        // FALL THROUGH.
+      case Instruction::Add:
+        V = GetLinearExpression(BOp->getOperand(0), Scale, Offset, Extension,
+                                TD, Depth+1);
+        Offset += RHSC->getValue();
+        return V;
+      case Instruction::Mul:
+        V = GetLinearExpression(BOp->getOperand(0), Scale, Offset, Extension,
+                                TD, Depth+1);
+        Offset *= RHSC->getValue();
+        Scale *= RHSC->getValue();
+        return V;
+      case Instruction::Shl:
+        V = GetLinearExpression(BOp->getOperand(0), Scale, Offset, Extension,
+                                TD, Depth+1);
+        Offset <<= RHSC->getValue().getLimitedValue();
+        Scale <<= RHSC->getValue().getLimitedValue();
+        return V;
+      }
+    }
+  }
+  
+  // Since GEP indices are sign extended anyway, we don't care about the high
+  // bits of a sign or zero extended value - just scales and offsets.  The
+  // extensions have to be consistent though.
+  if ((isa<SExtInst>(V) && Extension != EK_ZeroExt) ||
+      (isa<ZExtInst>(V) && Extension != EK_SignExt)) {
+    Value *CastOp = cast<CastInst>(V)->getOperand(0);
+    unsigned OldWidth = Scale.getBitWidth();
+    unsigned SmallWidth = CastOp->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
+    Scale.trunc(SmallWidth);
+    Offset.trunc(SmallWidth);
+    Extension = isa<SExtInst>(V) ? EK_SignExt : EK_ZeroExt;
+
+    Value *Result = GetLinearExpression(CastOp, Scale, Offset, Extension,
+                                        TD, Depth+1);
+    Scale.zext(OldWidth);
+    Offset.zext(OldWidth);
+    
+    return Result;
+  }
+  
+  Scale = 1;
+  Offset = 0;
+  return V;
+}
+
+/// DecomposeGEPExpression - If V is a symbolic pointer expression, decompose it
+/// into a base pointer with a constant offset and a number of scaled symbolic
+/// offsets.
+///
+/// The scaled symbolic offsets (represented by pairs of a Value* and a scale in
+/// the VarIndices vector) are Value*'s that are known to be scaled by the
+/// specified amount, but which may have other unrepresented high bits. As such,
+/// the gep cannot necessarily be reconstructed from its decomposed form.
+///
+/// When TargetData is around, this function is capable of analyzing everything
+/// that Value::getUnderlyingObject() can look through.  When not, it just looks
+/// through pointer casts.
+///
+static const Value *
+DecomposeGEPExpression(const Value *V, int64_t &BaseOffs,
+                       SmallVectorImpl<VariableGEPIndex> &VarIndices,
+                       const TargetData *TD) {
+  // Limit recursion depth to limit compile time in crazy cases.
+  unsigned MaxLookup = 6;
+  
+  BaseOffs = 0;
+  do {
+    // See if this is a bitcast or GEP.
+    const Operator *Op = dyn_cast<Operator>(V);
+    if (Op == 0) {
+      // The only non-operator case we can handle are GlobalAliases.
+      if (const GlobalAlias *GA = dyn_cast<GlobalAlias>(V)) {
+        if (!GA->mayBeOverridden()) {
+          V = GA->getAliasee();
+          continue;
+        }
+      }
+      return V;
+    }
+    
+    if (Op->getOpcode() == Instruction::BitCast) {
+      V = Op->getOperand(0);
+      continue;
+    }
+    
+    const GEPOperator *GEPOp = dyn_cast<GEPOperator>(Op);
+    if (GEPOp == 0)
+      return V;
+    
+    // Don't attempt to analyze GEPs over unsized objects.
+    if (!cast<PointerType>(GEPOp->getOperand(0)->getType())
+        ->getElementType()->isSized())
+      return V;
+    
+    // If we are lacking TargetData information, we can't compute the offets of
+    // elements computed by GEPs.  However, we can handle bitcast equivalent
+    // GEPs.
+    if (TD == 0) {
+      if (!GEPOp->hasAllZeroIndices())
+        return V;
+      V = GEPOp->getOperand(0);
+      continue;
+    }
+    
+    // Walk the indices of the GEP, accumulating them into BaseOff/VarIndices.
+    gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEPOp);
+    for (User::const_op_iterator I = GEPOp->op_begin()+1,
+         E = GEPOp->op_end(); I != E; ++I) {
+      Value *Index = *I;
+      // Compute the (potentially symbolic) offset in bytes for this index.
+      if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI++)) {
+        // For a struct, add the member offset.
+        unsigned FieldNo = cast<ConstantInt>(Index)->getZExtValue();
+        if (FieldNo == 0) continue;
+        
+        BaseOffs += TD->getStructLayout(STy)->getElementOffset(FieldNo);
+        continue;
+      }
+      
+      // For an array/pointer, add the element offset, explicitly scaled.
+      if (ConstantInt *CIdx = dyn_cast<ConstantInt>(Index)) {
+        if (CIdx->isZero()) continue;
+        BaseOffs += TD->getTypeAllocSize(*GTI)*CIdx->getSExtValue();
+        continue;
+      }
+      
+      uint64_t Scale = TD->getTypeAllocSize(*GTI);
+      ExtensionKind Extension = EK_NotExtended;
+      
+      // If the integer type is smaller than the pointer size, it is implicitly
+      // sign extended to pointer size.
+      unsigned Width = cast<IntegerType>(Index->getType())->getBitWidth();
+      if (TD->getPointerSizeInBits() > Width)
+        Extension = EK_SignExt;
+      
+      // Use GetLinearExpression to decompose the index into a C1*V+C2 form.
+      APInt IndexScale(Width, 0), IndexOffset(Width, 0);
+      Index = GetLinearExpression(Index, IndexScale, IndexOffset, Extension,
+                                  *TD, 0);
+      
+      // The GEP index scale ("Scale") scales C1*V+C2, yielding (C1*V+C2)*Scale.
+      // This gives us an aggregate computation of (C1*Scale)*V + C2*Scale.
+      BaseOffs += IndexOffset.getZExtValue()*Scale;
+      Scale *= IndexScale.getZExtValue();
+      
+      
+      // If we already had an occurrance of this index variable, merge this
+      // scale into it.  For example, we want to handle:
+      //   A[x][x] -> x*16 + x*4 -> x*20
+      // This also ensures that 'x' only appears in the index list once.
+      for (unsigned i = 0, e = VarIndices.size(); i != e; ++i) {
+        if (VarIndices[i].V == Index &&
+            VarIndices[i].Extension == Extension) {
+          Scale += VarIndices[i].Scale;
+          VarIndices.erase(VarIndices.begin()+i);
+          break;
+        }
+      }
+      
+      // Make sure that we have a scale that makes sense for this target's
+      // pointer size.
+      if (unsigned ShiftBits = 64-TD->getPointerSizeInBits()) {
+        Scale <<= ShiftBits;
+        Scale >>= ShiftBits;
+      }
+      
+      if (Scale) {
+        VariableGEPIndex Entry = {Index, Extension, Scale};
+        VarIndices.push_back(Entry);
+      }
+    }
+    
+    // Analyze the base pointer next.
+    V = GEPOp->getOperand(0);
+  } while (--MaxLookup);
+  
+  // If the chain of expressions is too deep, just return early.
+  return V;
+}
+
+/// GetIndexDifference - Dest and Src are the variable indices from two
+/// decomposed GetElementPtr instructions GEP1 and GEP2 which have common base
+/// pointers.  Subtract the GEP2 indices from GEP1 to find the symbolic
+/// difference between the two pointers. 
+static void GetIndexDifference(SmallVectorImpl<VariableGEPIndex> &Dest,
+                               const SmallVectorImpl<VariableGEPIndex> &Src) {
+  if (Src.empty()) return;
+
+  for (unsigned i = 0, e = Src.size(); i != e; ++i) {
+    const Value *V = Src[i].V;
+    ExtensionKind Extension = Src[i].Extension;
+    int64_t Scale = Src[i].Scale;
+    
+    // Find V in Dest.  This is N^2, but pointer indices almost never have more
+    // than a few variable indexes.
+    for (unsigned j = 0, e = Dest.size(); j != e; ++j) {
+      if (Dest[j].V != V || Dest[j].Extension != Extension) continue;
+      
+      // If we found it, subtract off Scale V's from the entry in Dest.  If it
+      // goes to zero, remove the entry.
+      if (Dest[j].Scale != Scale)
+        Dest[j].Scale -= Scale;
+      else
+        Dest.erase(Dest.begin()+j);
+      Scale = 0;
+      break;
+    }
+    
+    // If we didn't consume this entry, add it to the end of the Dest list.
+    if (Scale) {
+      VariableGEPIndex Entry = { V, Extension, -Scale };
+      Dest.push_back(Entry);
+    }
+  }
+}
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// BasicAliasAnalysis Pass
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+#ifndef NDEBUG
+static const Function *getParent(const Value *V) {
+  if (const Instruction *inst = dyn_cast<Instruction>(V))
+    return inst->getParent()->getParent();
+
+  if (const Argument *arg = dyn_cast<Argument>(V))
+    return arg->getParent();
+
+  return NULL;
+}
+
+static bool notDifferentParent(const Value *O1, const Value *O2) {
+
+  const Function *F1 = getParent(O1);
+  const Function *F2 = getParent(O2);
+
+  return !F1 || !F2 || F1 == F2;
+}
+#endif
+
 namespace {
   /// BasicAliasAnalysis - This is the default alias analysis implementation.
   /// Because it doesn't chain to a previous alias analysis (like -no-aa), it
   /// derives from the NoAA class.
   struct BasicAliasAnalysis : public NoAA {
     static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
-    BasicAliasAnalysis() : NoAA(&ID) {}
-    AliasResult alias(const Value *V1, unsigned V1Size,
-                      const Value *V2, unsigned V2Size) {
-      assert(VisitedPHIs.empty() && "VisitedPHIs must be cleared after use!");
+    BasicAliasAnalysis() : NoAA(ID) {}
+
+    virtual AliasResult alias(const Value *V1, unsigned V1Size,
+                              const Value *V2, unsigned V2Size) {
+      assert(Visited.empty() && "Visited must be cleared after use!");
+      assert(notDifferentParent(V1, V2) &&
+             "BasicAliasAnalysis doesn't support interprocedural queries.");
       AliasResult Alias = aliasCheck(V1, V1Size, V2, V2Size);
-      VisitedPHIs.clear();
+      Visited.clear();
       return Alias;
     }
 
-    ModRefResult getModRefInfo(CallSite CS, Value *P, unsigned Size);
-    ModRefResult getModRefInfo(CallSite CS1, CallSite CS2);
+    virtual ModRefResult getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
+                                       const Value *P, unsigned Size);
+
+    virtual ModRefResult getModRefInfo(ImmutableCallSite CS1,
+                                       ImmutableCallSite CS2) {
+      // The AliasAnalysis base class has some smarts, lets use them.
+      return AliasAnalysis::getModRefInfo(CS1, CS2);
+    }
 
     /// pointsToConstantMemory - Chase pointers until we find a (constant
     /// global) or not.
-    bool pointsToConstantMemory(const Value *P);
-
+    virtual bool pointsToConstantMemory(const Value *P);
+
+    /// getModRefBehavior - Return the behavior when calling the given
+    /// call site.
+    virtual ModRefBehavior getModRefBehavior(ImmutableCallSite CS);
+
+    /// getModRefBehavior - Return the behavior when calling the given function.
+    /// For use when the call site is not known.
+    virtual ModRefBehavior getModRefBehavior(const Function *F);
+
+    virtual DependenceResult getDependence(const Instruction *First,
+                                           const Value *FirstPHITranslatedAddr,
+                                           DependenceQueryFlags FirstFlags,
+                                           const Instruction *Second,
+                                           const Value *SecondPHITranslatedAddr,
+                                           DependenceQueryFlags SecondFlags);
+
+    /// getAdjustedAnalysisPointer - This method is used when a pass implements
+    /// an analysis interface through multiple inheritance.  If needed, it
+    /// should override this to adjust the this pointer as needed for the
+    /// specified pass info.
+    virtual void *getAdjustedAnalysisPointer(const void *ID) {
+      if (ID == &AliasAnalysis::ID)
+        return (AliasAnalysis*)this;
+      return this;
+    }
+    
   private:
-    // VisitedPHIs - Track PHI nodes visited by a aliasCheck() call.
-    SmallPtrSet<const Value*, 16> VisitedPHIs;
+    // Visited - Track instructions visited by a aliasPHI, aliasSelect(), and aliasGEP().
+    SmallPtrSet<const Value*, 16> Visited;
 
-    // aliasGEP - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a GEP instruction
-    // against another.
-    AliasResult aliasGEP(const Value *V1, unsigned V1Size,
-                         const Value *V2, unsigned V2Size);
+    // aliasGEP - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a GEP
+    // instruction against another.
+    AliasResult aliasGEP(const GEPOperator *V1, unsigned V1Size,
+                         const Value *V2, unsigned V2Size,
+                         const Value *UnderlyingV1, const Value *UnderlyingV2);
 
-    // aliasPHI - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a PHI instruction
-    // against another.
+    // aliasPHI - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a PHI
+    // instruction against another.
     AliasResult aliasPHI(const PHINode *PN, unsigned PNSize,
                          const Value *V2, unsigned V2Size);
 
@@ -233,25 +570,14 @@ namespace {
 
     AliasResult aliasCheck(const Value *V1, unsigned V1Size,
                            const Value *V2, unsigned V2Size);
-
-    // CheckGEPInstructions - Check two GEP instructions with known
-    // must-aliasing base pointers.  This checks to see if the index expressions
-    // preclude the pointers from aliasing...
-    AliasResult
-    CheckGEPInstructions(const Type* BasePtr1Ty,
-                         Value **GEP1Ops, unsigned NumGEP1Ops, unsigned G1Size,
-                         const Type *BasePtr2Ty,
-                         Value **GEP2Ops, unsigned NumGEP2Ops, unsigned G2Size);
   };
 }  // End of anonymous namespace
 
 // Register this pass...
 char BasicAliasAnalysis::ID = 0;
-static RegisterPass<BasicAliasAnalysis>
-X("basicaa", "Basic Alias Analysis (default AA impl)", false, true);
-
-// Declare that we implement the AliasAnalysis interface
-static RegisterAnalysisGroup<AliasAnalysis, true> Y(X);
+INITIALIZE_AG_PASS(BasicAliasAnalysis, AliasAnalysis, "basicaa",
+                   "Basic Alias Analysis (default AA impl)",
+                   false, true, true);
 
 ImmutablePass *llvm::createBasicAliasAnalysisPass() {
   return new BasicAliasAnalysis();
@@ -263,19 +589,57 @@ ImmutablePass *llvm::createBasicAliasAnalysisPass() {
 bool BasicAliasAnalysis::pointsToConstantMemory(const Value *P) {
   if (const GlobalVariable *GV = 
         dyn_cast<GlobalVariable>(P->getUnderlyingObject()))
-    // FIXME: shouldn't this require GV to be "ODR"?
+    // Note: this doesn't require GV to be "ODR" because it isn't legal for a
+    // global to be marked constant in some modules and non-constant in others.
+    // GV may even be a declaration, not a definition.
     return GV->isConstant();
-  return false;
+
+  return NoAA::pointsToConstantMemory(P);
 }
 
+/// getModRefBehavior - Return the behavior when calling the given call site.
+AliasAnalysis::ModRefBehavior
+BasicAliasAnalysis::getModRefBehavior(ImmutableCallSite CS) {
+  if (CS.doesNotAccessMemory())
+    // Can't do better than this.
+    return DoesNotAccessMemory;
 
-// getModRefInfo - Check to see if the specified callsite can clobber the
-// specified memory object.  Since we only look at local properties of this
-// function, we really can't say much about this query.  We do, however, use
-// simple "address taken" analysis on local objects.
-//
+  ModRefBehavior Min = UnknownModRefBehavior;
+
+  // If the callsite knows it only reads memory, don't return worse
+  // than that.
+  if (CS.onlyReadsMemory())
+    Min = OnlyReadsMemory;
+
+  // The AliasAnalysis base class has some smarts, lets use them.
+  return std::min(AliasAnalysis::getModRefBehavior(CS), Min);
+}
+
+/// getModRefBehavior - Return the behavior when calling the given function.
+/// For use when the call site is not known.
+AliasAnalysis::ModRefBehavior
+BasicAliasAnalysis::getModRefBehavior(const Function *F) {
+  if (F->doesNotAccessMemory())
+    // Can't do better than this.
+    return DoesNotAccessMemory;
+  if (F->onlyReadsMemory())
+    return OnlyReadsMemory;
+  if (unsigned id = F->getIntrinsicID())
+    return getIntrinsicModRefBehavior(id);
+
+  return NoAA::getModRefBehavior(F);
+}
+
+/// getModRefInfo - Check to see if the specified callsite can clobber the
+/// specified memory object.  Since we only look at local properties of this
+/// function, we really can't say much about this query.  We do, however, use
+/// simple "address taken" analysis on local objects.
 AliasAnalysis::ModRefResult
-BasicAliasAnalysis::getModRefInfo(CallSite CS, Value *P, unsigned Size) {
+BasicAliasAnalysis::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
+                                  const Value *P, unsigned Size) {
+  assert(notDifferentParent(CS.getInstruction(), P) &&
+         "AliasAnalysis query involving multiple functions!");
+
   const Value *Object = P->getUnderlyingObject();
   
   // If this is a tail call and P points to a stack location, we know that
@@ -284,250 +648,255 @@ BasicAliasAnalysis::getModRefInfo(CallSite CS, Value *P, unsigned Size) {
   // the current function not to the current function, and a tail callee
   // may reference them.
   if (isa<AllocaInst>(Object))
-    if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(CS.getInstruction()))
+    if (const CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(CS.getInstruction()))
       if (CI->isTailCall())
         return NoModRef;
   
   // If the pointer is to a locally allocated object that does not escape,
-  // then the call can not mod/ref the pointer unless the call takes the
-  // argument without capturing it.
-  if (isNonEscapingLocalObject(Object) && CS.getInstruction() != Object) {
-    bool passedAsArg = false;
-    // TODO: Eventually only check 'nocapture' arguments.
-    for (CallSite::arg_iterator CI = CS.arg_begin(), CE = CS.arg_end();
-         CI != CE; ++CI)
-      if (isa<PointerType>((*CI)->getType()) &&
-          alias(cast<Value>(CI), ~0U, P, ~0U) != NoAlias)
-        passedAsArg = true;
+  // then the call can not mod/ref the pointer unless the call takes the pointer
+  // as an argument, and itself doesn't capture it.
+  if (!isa<Constant>(Object) && CS.getInstruction() != Object &&
+      isNonEscapingLocalObject(Object)) {
+    bool PassedAsArg = false;
+    unsigned ArgNo = 0;
+    for (ImmutableCallSite::arg_iterator CI = CS.arg_begin(), CE = CS.arg_end();
+         CI != CE; ++CI, ++ArgNo) {
+      // Only look at the no-capture pointer arguments.
+      if (!(*CI)->getType()->isPointerTy() ||
+          !CS.paramHasAttr(ArgNo+1, Attribute::NoCapture))
+        continue;
+      
+      // If  this is a no-capture pointer argument, see if we can tell that it
+      // is impossible to alias the pointer we're checking.  If not, we have to
+      // assume that the call could touch the pointer, even though it doesn't
+      // escape.
+      if (!isNoAlias(cast<Value>(CI), UnknownSize, P, UnknownSize)) {
+        PassedAsArg = true;
+        break;
+      }
+    }
     
-    if (!passedAsArg)
+    if (!PassedAsArg)
       return NoModRef;
   }
 
   // Finally, handle specific knowledge of intrinsics.
-  IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(CS.getInstruction());
-  if (II == 0)
-    return AliasAnalysis::getModRefInfo(CS, P, Size);
-
-  switch (II->getIntrinsicID()) {
-  default: break;
-  case Intrinsic::memcpy:
-  case Intrinsic::memmove: {
-    unsigned Len = ~0U;
-    if (ConstantInt *LenCI = dyn_cast<ConstantInt>(II->getOperand(3)))
-      Len = LenCI->getZExtValue();
-    Value *Dest = II->getOperand(1);
-    Value *Src = II->getOperand(2);
-    if (alias(Dest, Len, P, Size) == NoAlias) {
-      if (alias(Src, Len, P, Size) == NoAlias)
-        return NoModRef;
-      return Ref;
+  const IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(CS.getInstruction());
+  if (II != 0)
+    switch (II->getIntrinsicID()) {
+    default: break;
+    case Intrinsic::memcpy:
+    case Intrinsic::memmove: {
+      unsigned Len = UnknownSize;
+      if (ConstantInt *LenCI = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(2)))
+        Len = LenCI->getZExtValue();
+      Value *Dest = II->getArgOperand(0);
+      Value *Src = II->getArgOperand(1);
+      if (isNoAlias(Dest, Len, P, Size)) {
+        if (isNoAlias(Src, Len, P, Size))
+          return NoModRef;
+        return Ref;
+      }
+      break;
     }
-    break;
-  }
-  case Intrinsic::memset:
-    if (ConstantInt *LenCI = dyn_cast<ConstantInt>(II->getOperand(3))) {
-      unsigned Len = LenCI->getZExtValue();
-      Value *Dest = II->getOperand(1);
-      if (alias(Dest, Len, P, Size) == NoAlias)
+    case Intrinsic::memset:
+      // Since memset is 'accesses arguments' only, the AliasAnalysis base class
+      // will handle it for the variable length case.
+      if (ConstantInt *LenCI = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(2))) {
+        unsigned Len = LenCI->getZExtValue();
+        Value *Dest = II->getArgOperand(0);
+        if (isNoAlias(Dest, Len, P, Size))
+          return NoModRef;
+      }
+      break;
+    case Intrinsic::atomic_cmp_swap:
+    case Intrinsic::atomic_swap:
+    case Intrinsic::atomic_load_add:
+    case Intrinsic::atomic_load_sub:
+    case Intrinsic::atomic_load_and:
+    case Intrinsic::atomic_load_nand:
+    case Intrinsic::atomic_load_or:
+    case Intrinsic::atomic_load_xor:
+    case Intrinsic::atomic_load_max:
+    case Intrinsic::atomic_load_min:
+    case Intrinsic::atomic_load_umax:
+    case Intrinsic::atomic_load_umin:
+      if (TD) {
+        Value *Op1 = II->getArgOperand(0);
+        unsigned Op1Size = TD->getTypeStoreSize(Op1->getType());
+        if (isNoAlias(Op1, Op1Size, P, Size))
+          return NoModRef;
+      }
+      break;
+    case Intrinsic::lifetime_start:
+    case Intrinsic::lifetime_end:
+    case Intrinsic::invariant_start: {
+      unsigned PtrSize =
+        cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(0))->getZExtValue();
+      if (isNoAlias(II->getArgOperand(1), PtrSize, P, Size))
         return NoModRef;
+      break;
     }
-    break;
-  case Intrinsic::atomic_cmp_swap:
-  case Intrinsic::atomic_swap:
-  case Intrinsic::atomic_load_add:
-  case Intrinsic::atomic_load_sub:
-  case Intrinsic::atomic_load_and:
-  case Intrinsic::atomic_load_nand:
-  case Intrinsic::atomic_load_or:
-  case Intrinsic::atomic_load_xor:
-  case Intrinsic::atomic_load_max:
-  case Intrinsic::atomic_load_min:
-  case Intrinsic::atomic_load_umax:
-  case Intrinsic::atomic_load_umin:
-    if (TD) {
-      Value *Op1 = II->getOperand(1);
-      unsigned Op1Size = TD->getTypeStoreSize(Op1->getType());
-      if (alias(Op1, Op1Size, P, Size) == NoAlias)
+    case Intrinsic::invariant_end: {
+      unsigned PtrSize =
+        cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(1))->getZExtValue();
+      if (isNoAlias(II->getArgOperand(2), PtrSize, P, Size))
         return NoModRef;
+      break;
+    }
     }
-    break;
-  case Intrinsic::lifetime_start:
-  case Intrinsic::lifetime_end:
-  case Intrinsic::invariant_start: {
-    unsigned PtrSize = cast<ConstantInt>(II->getOperand(1))->getZExtValue();
-    if (alias(II->getOperand(2), PtrSize, P, Size) == NoAlias)
-      return NoModRef;
-    break;
-  }
-  case Intrinsic::invariant_end: {
-    unsigned PtrSize = cast<ConstantInt>(II->getOperand(2))->getZExtValue();
-    if (alias(II->getOperand(3), PtrSize, P, Size) == NoAlias)
-      return NoModRef;
-    break;
-  }
-  }
 
   // The AliasAnalysis base class has some smarts, lets use them.
   return AliasAnalysis::getModRefInfo(CS, P, Size);
 }
 
-
-AliasAnalysis::ModRefResult 
-BasicAliasAnalysis::getModRefInfo(CallSite CS1, CallSite CS2) {
-  // If CS1 or CS2 are readnone, they don't interact.
-  ModRefBehavior CS1B = AliasAnalysis::getModRefBehavior(CS1);
-  if (CS1B == DoesNotAccessMemory) return NoModRef;
-  
-  ModRefBehavior CS2B = AliasAnalysis::getModRefBehavior(CS2);
-  if (CS2B == DoesNotAccessMemory) return NoModRef;
-  
-  // If they both only read from memory, just return ref.
-  if (CS1B == OnlyReadsMemory && CS2B == OnlyReadsMemory)
-    return Ref;
-  
-  // Otherwise, fall back to NoAA (mod+ref).
-  return NoAA::getModRefInfo(CS1, CS2);
+AliasAnalysis::DependenceResult
+BasicAliasAnalysis::getDependence(const Instruction *First,
+                                  const Value *FirstPHITranslatedAddr,
+                                  DependenceQueryFlags FirstFlags,
+                                  const Instruction *Second,
+                                  const Value *SecondPHITranslatedAddr,
+                                  DependenceQueryFlags SecondFlags) {
+  // We don't have anything special to say yet.
+  return getDependenceViaModRefInfo(First, FirstPHITranslatedAddr, FirstFlags,
+                                    Second, SecondPHITranslatedAddr, SecondFlags);
 }
 
-// aliasGEP - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a GEP instruction
-// against another.
-//
+/// aliasGEP - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a GEP instruction
+/// against another pointer.  We know that V1 is a GEP, but we don't know
+/// anything about V2.  UnderlyingV1 is GEP1->getUnderlyingObject(),
+/// UnderlyingV2 is the same for V2.
+///
 AliasAnalysis::AliasResult
-BasicAliasAnalysis::aliasGEP(const Value *V1, unsigned V1Size,
-                             const Value *V2, unsigned V2Size) {
+BasicAliasAnalysis::aliasGEP(const GEPOperator *GEP1, unsigned V1Size,
+                             const Value *V2, unsigned V2Size,
+                             const Value *UnderlyingV1,
+                             const Value *UnderlyingV2) {
+  // If this GEP has been visited before, we're on a use-def cycle.
+  // Such cycles are only valid when PHI nodes are involved or in unreachable
+  // code. The visitPHI function catches cycles containing PHIs, but there
+  // could still be a cycle without PHIs in unreachable code.
+  if (!Visited.insert(GEP1))
+    return MayAlias;
+
+  int64_t GEP1BaseOffset;
+  SmallVector<VariableGEPIndex, 4> GEP1VariableIndices;
+
   // If we have two gep instructions with must-alias'ing base pointers, figure
   // out if the indexes to the GEP tell us anything about the derived pointer.
-  // Note that we also handle chains of getelementptr instructions as well as
-  // constant expression getelementptrs here.
-  //
-  if (isa<GEPOperator>(V1) && isa<GEPOperator>(V2)) {
-    const User *GEP1 = cast<User>(V1);
-    const User *GEP2 = cast<User>(V2);
+  if (const GEPOperator *GEP2 = dyn_cast<GEPOperator>(V2)) {
+    // Do the base pointers alias?
+    AliasResult BaseAlias = aliasCheck(UnderlyingV1, UnknownSize,
+                                       UnderlyingV2, UnknownSize);
     
-    // If V1 and V2 are identical GEPs, just recurse down on both of them.
-    // This allows us to analyze things like:
-    //   P = gep A, 0, i, 1
-    //   Q = gep B, 0, i, 1
-    // by just analyzing A and B.  This is even safe for variable indices.
-    if (GEP1->getType() == GEP2->getType() &&
-        GEP1->getNumOperands() == GEP2->getNumOperands() &&
-        GEP1->getOperand(0)->getType() == GEP2->getOperand(0)->getType() &&
-        // All operands are the same, ignoring the base.
-        std::equal(GEP1->op_begin()+1, GEP1->op_end(), GEP2->op_begin()+1))
-      return aliasCheck(GEP1->getOperand(0), V1Size,
-                        GEP2->getOperand(0), V2Size);
+    // If we get a No or May, then return it immediately, no amount of analysis
+    // will improve this situation.
+    if (BaseAlias != MustAlias) return BaseAlias;
     
-    // Drill down into the first non-gep value, to test for must-aliasing of
-    // the base pointers.
-    while (isa<GEPOperator>(GEP1->getOperand(0)) &&
-           GEP1->getOperand(1) ==
-           Constant::getNullValue(GEP1->getOperand(1)->getType()))
-      GEP1 = cast<User>(GEP1->getOperand(0));
-    const Value *BasePtr1 = GEP1->getOperand(0);
-
-    while (isa<GEPOperator>(GEP2->getOperand(0)) &&
-           GEP2->getOperand(1) ==
-           Constant::getNullValue(GEP2->getOperand(1)->getType()))
-      GEP2 = cast<User>(GEP2->getOperand(0));
-    const Value *BasePtr2 = GEP2->getOperand(0);
-
-    // Do the base pointers alias?
-    AliasResult BaseAlias = aliasCheck(BasePtr1, ~0U, BasePtr2, ~0U);
-    if (BaseAlias == NoAlias) return NoAlias;
-    if (BaseAlias == MustAlias) {
-      // If the base pointers alias each other exactly, check to see if we can
-      // figure out anything about the resultant pointers, to try to prove
-      // non-aliasing.
-
-      // Collect all of the chained GEP operands together into one simple place
-      SmallVector<Value*, 16> GEP1Ops, GEP2Ops;
-      BasePtr1 = GetGEPOperands(V1, GEP1Ops);
-      BasePtr2 = GetGEPOperands(V2, GEP2Ops);
-
-      // If GetGEPOperands were able to fold to the same must-aliased pointer,
-      // do the comparison.
-      if (BasePtr1 == BasePtr2) {
-        AliasResult GAlias =
-          CheckGEPInstructions(BasePtr1->getType(),
-                               &GEP1Ops[0], GEP1Ops.size(), V1Size,
-                               BasePtr2->getType(),
-                               &GEP2Ops[0], GEP2Ops.size(), V2Size);
-        if (GAlias != MayAlias)
-          return GAlias;
-      }
+    // Otherwise, we have a MustAlias.  Since the base pointers alias each other
+    // exactly, see if the computed offset from the common pointer tells us
+    // about the relation of the resulting pointer.
+    const Value *GEP1BasePtr =
+      DecomposeGEPExpression(GEP1, GEP1BaseOffset, GEP1VariableIndices, TD);
+    
+    int64_t GEP2BaseOffset;
+    SmallVector<VariableGEPIndex, 4> GEP2VariableIndices;
+    const Value *GEP2BasePtr =
+      DecomposeGEPExpression(GEP2, GEP2BaseOffset, GEP2VariableIndices, TD);
+    
+    // If DecomposeGEPExpression isn't able to look all the way through the
+    // addressing operation, we must not have TD and this is too complex for us
+    // to handle without it.
+    if (GEP1BasePtr != UnderlyingV1 || GEP2BasePtr != UnderlyingV2) {
+      assert(TD == 0 &&
+             "DecomposeGEPExpression and getUnderlyingObject disagree!");
+      return MayAlias;
     }
-  }
+    
+    // Subtract the GEP2 pointer from the GEP1 pointer to find out their
+    // symbolic difference.
+    GEP1BaseOffset -= GEP2BaseOffset;
+    GetIndexDifference(GEP1VariableIndices, GEP2VariableIndices);
+    
+  } else {
+    // Check to see if these two pointers are related by the getelementptr
+    // instruction.  If one pointer is a GEP with a non-zero index of the other
+    // pointer, we know they cannot alias.
 
-  // Check to see if these two pointers are related by a getelementptr
-  // instruction.  If one pointer is a GEP with a non-zero index of the other
-  // pointer, we know they cannot alias.
-  //
-  if (V1Size == ~0U || V2Size == ~0U)
-    return MayAlias;
+    // If both accesses are unknown size, we can't do anything useful here.
+    if (V1Size == UnknownSize && V2Size == UnknownSize)
+      return MayAlias;
 
-  SmallVector<Value*, 16> GEPOperands;
-  const Value *BasePtr = GetGEPOperands(V1, GEPOperands);
-
-  AliasResult R = aliasCheck(BasePtr, ~0U, V2, V2Size);
-  if (R != MustAlias)
-    // If V2 may alias GEP base pointer, conservatively returns MayAlias.
-    // If V2 is known not to alias GEP base pointer, then the two values
-    // cannot alias per GEP semantics: "A pointer value formed from a
-    // getelementptr instruction is associated with the addresses associated
-    // with the first operand of the getelementptr".
-    return R;
-
-  // If there is at least one non-zero constant index, we know they cannot
-  // alias.
-  bool ConstantFound = false;
-  bool AllZerosFound = true;
-  for (unsigned i = 0, e = GEPOperands.size(); i != e; ++i)
-    if (const Constant *C = dyn_cast<Constant>(GEPOperands[i])) {
-      if (!C->isNullValue()) {
-        ConstantFound = true;
-        AllZerosFound = false;
-        break;
-      }
-    } else {
-      AllZerosFound = false;
+    AliasResult R = aliasCheck(UnderlyingV1, UnknownSize, V2, V2Size);
+    if (R != MustAlias)
+      // If V2 may alias GEP base pointer, conservatively returns MayAlias.
+      // If V2 is known not to alias GEP base pointer, then the two values
+      // cannot alias per GEP semantics: "A pointer value formed from a
+      // getelementptr instruction is associated with the addresses associated
+      // with the first operand of the getelementptr".
+      return R;
+
+    const Value *GEP1BasePtr =
+      DecomposeGEPExpression(GEP1, GEP1BaseOffset, GEP1VariableIndices, TD);
+    
+    // If DecomposeGEPExpression isn't able to look all the way through the
+    // addressing operation, we must not have TD and this is too complex for us
+    // to handle without it.
+    if (GEP1BasePtr != UnderlyingV1) {
+      assert(TD == 0 &&
+             "DecomposeGEPExpression and getUnderlyingObject disagree!");
+      return MayAlias;
     }
-
-  // If we have getelementptr <ptr>, 0, 0, 0, 0, ... and V2 must aliases
-  // the ptr, the end result is a must alias also.
-  if (AllZerosFound)
+  }
+  
+  // In the two GEP Case, if there is no difference in the offsets of the
+  // computed pointers, the resultant pointers are a must alias.  This
+  // hapens when we have two lexically identical GEP's (for example).
+  //
+  // In the other case, if we have getelementptr <ptr>, 0, 0, 0, 0, ... and V2
+  // must aliases the GEP, the end result is a must alias also.
+  if (GEP1BaseOffset == 0 && GEP1VariableIndices.empty())
     return MustAlias;
 
-  if (ConstantFound) {
-    if (V2Size <= 1 && V1Size <= 1)  // Just pointer check?
+  // If we have a known constant offset, see if this offset is larger than the
+  // access size being queried.  If so, and if no variable indices can remove
+  // pieces of this constant, then we know we have a no-alias.  For example,
+  //   &A[100] != &A.
+  
+  // In order to handle cases like &A[100][i] where i is an out of range
+  // subscript, we have to ignore all constant offset pieces that are a multiple
+  // of a scaled index.  Do this by removing constant offsets that are a
+  // multiple of any of our variable indices.  This allows us to transform
+  // things like &A[i][1] because i has a stride of (e.g.) 8 bytes but the 1
+  // provides an offset of 4 bytes (assuming a <= 4 byte access).
+  for (unsigned i = 0, e = GEP1VariableIndices.size();
+       i != e && GEP1BaseOffset;++i)
+    if (int64_t RemovedOffset = GEP1BaseOffset/GEP1VariableIndices[i].Scale)
+      GEP1BaseOffset -= RemovedOffset*GEP1VariableIndices[i].Scale;
+  
+  // If our known offset is bigger than the access size, we know we don't have
+  // an alias.
+  if (GEP1BaseOffset) {
+    if (GEP1BaseOffset >= (int64_t)V2Size ||
+        GEP1BaseOffset <= -(int64_t)V1Size)
       return NoAlias;
-
-    // Otherwise we have to check to see that the distance is more than
-    // the size of the argument... build an index vector that is equal to
-    // the arguments provided, except substitute 0's for any variable
-    // indexes we find...
-    if (TD &&
-        cast<PointerType>(BasePtr->getType())->getElementType()->isSized()) {
-      for (unsigned i = 0; i != GEPOperands.size(); ++i)
-        if (!isa<ConstantInt>(GEPOperands[i]))
-          GEPOperands[i] = Constant::getNullValue(GEPOperands[i]->getType());
-      int64_t Offset = TD->getIndexedOffset(BasePtr->getType(),
-                                            &GEPOperands[0],
-                                            GEPOperands.size());
-
-      if (Offset >= (int64_t)V2Size || Offset <= -(int64_t)V1Size)
-        return NoAlias;
-    }
   }
-
+  
   return MayAlias;
 }
 
-// aliasSelect - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a Select instruction
-// against another.
+/// aliasSelect - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a Select
+/// instruction against another.
 AliasAnalysis::AliasResult
 BasicAliasAnalysis::aliasSelect(const SelectInst *SI, unsigned SISize,
                                 const Value *V2, unsigned V2Size) {
+  // If this select has been visited before, we're on a use-def cycle.
+  // Such cycles are only valid when PHI nodes are involved or in unreachable
+  // code. The visitPHI function catches cycles containing PHIs, but there
+  // could still be a cycle without PHIs in unreachable code.
+  if (!Visited.insert(SI))
+    return MayAlias;
+
   // If the values are Selects with the same condition, we can do a more precise
   // check: just check for aliases between the values on corresponding arms.
   if (const SelectInst *SI2 = dyn_cast<SelectInst>(V2))
@@ -548,11 +917,17 @@ BasicAliasAnalysis::aliasSelect(const SelectInst *SI, unsigned SISize,
   // If both arms of the Select node NoAlias or MustAlias V2, then returns
   // NoAlias / MustAlias. Otherwise, returns MayAlias.
   AliasResult Alias =
-    aliasCheck(SI->getTrueValue(), SISize, V2, V2Size);
+    aliasCheck(V2, V2Size, SI->getTrueValue(), SISize);
   if (Alias == MayAlias)
     return MayAlias;
+
+  // If V2 is visited, the recursive case will have been caught in the
+  // above aliasCheck call, so these subsequent calls to aliasCheck
+  // don't need to assume that V2 is being visited recursively.
+  Visited.erase(V2);
+
   AliasResult ThisAlias =
-    aliasCheck(SI->getFalseValue(), SISize, V2, V2Size);
+    aliasCheck(V2, V2Size, SI->getFalseValue(), SISize);
   if (ThisAlias != Alias)
     return MayAlias;
   return Alias;
@@ -564,7 +939,7 @@ AliasAnalysis::AliasResult
 BasicAliasAnalysis::aliasPHI(const PHINode *PN, unsigned PNSize,
                              const Value *V2, unsigned V2Size) {
   // The PHI node has already been visited, avoid recursion any further.
-  if (!VisitedPHIs.insert(PN))
+  if (!Visited.insert(PN))
     return MayAlias;
 
   // If the values are PHIs in the same block, we can do a more precise
@@ -614,10 +989,10 @@ BasicAliasAnalysis::aliasPHI(const PHINode *PN, unsigned PNSize,
   for (unsigned i = 1, e = V1Srcs.size(); i != e; ++i) {
     Value *V = V1Srcs[i];
 
-    // If V2 is a PHI, the recursive case will have been caught in the
+    // If V2 is visited, the recursive case will have been caught in the
     // above aliasCheck call, so these subsequent calls to aliasCheck
     // don't need to assume that V2 is being visited recursively.
-    VisitedPHIs.erase(V2);
+    Visited.erase(V2);
 
     AliasResult ThisAlias = aliasCheck(V2, V2Size, V, PNSize);
     if (ThisAlias != Alias || ThisAlias == MayAlias)
@@ -633,6 +1008,11 @@ BasicAliasAnalysis::aliasPHI(const PHINode *PN, unsigned PNSize,
 AliasAnalysis::AliasResult
 BasicAliasAnalysis::aliasCheck(const Value *V1, unsigned V1Size,
                                const Value *V2, unsigned V2Size) {
+  // If either of the memory references is empty, it doesn't matter what the
+  // pointer values are.
+  if (V1Size == 0 || V2Size == 0)
+    return NoAlias;
+
   // Strip off any casts if they exist.
   V1 = V1->stripPointerCasts();
   V2 = V2->stripPointerCasts();
@@ -640,7 +1020,7 @@ BasicAliasAnalysis::aliasCheck(const Value *V1, unsigned V1Size,
   // Are we checking for alias of the same value?
   if (V1 == V2) return MustAlias;
 
-  if (!isa<PointerType>(V1->getType()) || !isa<PointerType>(V2->getType()))
+  if (!V1->getType()->isPointerTy() || !V2->getType()->isPointerTy())
     return NoAlias;  // Scalars cannot alias each other
 
   // Figure out what objects these things are pointing to if we can.
@@ -666,44 +1046,48 @@ BasicAliasAnalysis::aliasCheck(const Value *V1, unsigned V1Size,
         (isa<Constant>(O2) && isIdentifiedObject(O1) && !isa<Constant>(O1)))
       return NoAlias;
 
-    // Arguments can't alias with local allocations or noalias calls.
-    if ((isa<Argument>(O1) && (isa<AllocaInst>(O2) || isNoAliasCall(O2))) ||
-        (isa<Argument>(O2) && (isa<AllocaInst>(O1) || isNoAliasCall(O1))))
+    // Arguments can't alias with local allocations or noalias calls
+    // in the same function.
+    if (((isa<Argument>(O1) && (isa<AllocaInst>(O2) || isNoAliasCall(O2))) ||
+         (isa<Argument>(O2) && (isa<AllocaInst>(O1) || isNoAliasCall(O1)))))
       return NoAlias;
 
     // Most objects can't alias null.
-    if ((isa<ConstantPointerNull>(V2) && isKnownNonNull(O1)) ||
-        (isa<ConstantPointerNull>(V1) && isKnownNonNull(O2)))
+    if ((isa<ConstantPointerNull>(O2) && isKnownNonNull(O1)) ||
+        (isa<ConstantPointerNull>(O1) && isKnownNonNull(O2)))
       return NoAlias;
-  }
   
+    // If one pointer is the result of a call/invoke or load and the other is a
+    // non-escaping local object within the same function, then we know the
+    // object couldn't escape to a point where the call could return it.
+    //
+    // Note that if the pointers are in different functions, there are a
+    // variety of complications. A call with a nocapture argument may still
+    // temporary store the nocapture argument's value in a temporary memory
+    // location if that memory location doesn't escape. Or it may pass a
+    // nocapture value to other functions as long as they don't capture it.
+    if (isEscapeSource(O1) && isNonEscapingLocalObject(O2))
+      return NoAlias;
+    if (isEscapeSource(O2) && isNonEscapingLocalObject(O1))
+      return NoAlias;
+  }
+
   // If the size of one access is larger than the entire object on the other
   // side, then we know such behavior is undefined and can assume no alias.
   if (TD)
-    if ((V1Size != ~0U && isObjectSmallerThan(O2, V1Size, *TD)) ||
-        (V2Size != ~0U && isObjectSmallerThan(O1, V2Size, *TD)))
+    if ((V1Size != UnknownSize && isObjectSmallerThan(O2, V1Size, *TD)) ||
+        (V2Size != UnknownSize && isObjectSmallerThan(O1, V2Size, *TD)))
       return NoAlias;
   
-  // If one pointer is the result of a call/invoke or load and the other is a
-  // non-escaping local object, then we know the object couldn't escape to a
-  // point where the call could return it. The load case works because
-  // isNonEscapingLocalObject considers all stores to be escapes (it
-  // passes true for the StoreCaptures argument to PointerMayBeCaptured).
-  if (O1 != O2) {
-    if ((isa<CallInst>(O1) || isa<InvokeInst>(O1) || isa<LoadInst>(O1)) &&
-        isNonEscapingLocalObject(O2))
-      return NoAlias;
-    if ((isa<CallInst>(O2) || isa<InvokeInst>(O2) || isa<LoadInst>(O2)) &&
-        isNonEscapingLocalObject(O1))
-      return NoAlias;
-  }
-
+  // FIXME: This isn't aggressively handling alias(GEP, PHI) for example: if the
+  // GEP can't simplify, we don't even look at the PHI cases.
   if (!isa<GEPOperator>(V1) && isa<GEPOperator>(V2)) {
     std::swap(V1, V2);
     std::swap(V1Size, V2Size);
+    std::swap(O1, O2);
   }
-  if (isa<GEPOperator>(V1))
-    return aliasGEP(V1, V1Size, V2, V2Size);
+  if (const GEPOperator *GV1 = dyn_cast<GEPOperator>(V1))
+    return aliasGEP(GV1, V1Size, V2, V2Size, O1, O2);
 
   if (isa<PHINode>(V2) && !isa<PHINode>(V1)) {
     std::swap(V1, V2);
@@ -719,354 +1103,8 @@ BasicAliasAnalysis::aliasCheck(const Value *V1, unsigned V1Size,
   if (const SelectInst *S1 = dyn_cast<SelectInst>(V1))
     return aliasSelect(S1, V1Size, V2, V2Size);
 
-  return MayAlias;
-}
-
-// This function is used to determine if the indices of two GEP instructions are
-// equal. V1 and V2 are the indices.
-static bool IndexOperandsEqual(Value *V1, Value *V2) {
-  if (V1->getType() == V2->getType())
-    return V1 == V2;
-  if (Constant *C1 = dyn_cast<Constant>(V1))
-    if (Constant *C2 = dyn_cast<Constant>(V2)) {
-      // Sign extend the constants to long types, if necessary
-      if (C1->getType() != Type::getInt64Ty(C1->getContext()))
-        C1 = ConstantExpr::getSExt(C1, Type::getInt64Ty(C1->getContext()));
-      if (C2->getType() != Type::getInt64Ty(C1->getContext())) 
-        C2 = ConstantExpr::getSExt(C2, Type::getInt64Ty(C1->getContext()));
-      return C1 == C2;
-    }
-  return false;
-}
-
-/// CheckGEPInstructions - Check two GEP instructions with known must-aliasing
-/// base pointers.  This checks to see if the index expressions preclude the
-/// pointers from aliasing...
-AliasAnalysis::AliasResult 
-BasicAliasAnalysis::CheckGEPInstructions(
-  const Type* BasePtr1Ty, Value **GEP1Ops, unsigned NumGEP1Ops, unsigned G1S,
-  const Type *BasePtr2Ty, Value **GEP2Ops, unsigned NumGEP2Ops, unsigned G2S) {
-  // We currently can't handle the case when the base pointers have different
-  // primitive types.  Since this is uncommon anyway, we are happy being
-  // extremely conservative.
-  if (BasePtr1Ty != BasePtr2Ty)
-    return MayAlias;
-
-  const PointerType *GEPPointerTy = cast<PointerType>(BasePtr1Ty);
-
-  // Find the (possibly empty) initial sequence of equal values... which are not
-  // necessarily constants.
-  unsigned NumGEP1Operands = NumGEP1Ops, NumGEP2Operands = NumGEP2Ops;
-  unsigned MinOperands = std::min(NumGEP1Operands, NumGEP2Operands);
-  unsigned MaxOperands = std::max(NumGEP1Operands, NumGEP2Operands);
-  unsigned UnequalOper = 0;
-  while (UnequalOper != MinOperands &&
-         IndexOperandsEqual(GEP1Ops[UnequalOper], GEP2Ops[UnequalOper])) {
-    // Advance through the type as we go...
-    ++UnequalOper;
-    if (const CompositeType *CT = dyn_cast<CompositeType>(BasePtr1Ty))
-      BasePtr1Ty = CT->getTypeAtIndex(GEP1Ops[UnequalOper-1]);
-    else {
-      // If all operands equal each other, then the derived pointers must
-      // alias each other...
-      BasePtr1Ty = 0;
-      assert(UnequalOper == NumGEP1Operands && UnequalOper == NumGEP2Operands &&
-             "Ran out of type nesting, but not out of operands?");
-      return MustAlias;
-    }
-  }
-
-  // If we have seen all constant operands, and run out of indexes on one of the
-  // getelementptrs, check to see if the tail of the leftover one is all zeros.
-  // If so, return mustalias.
-  if (UnequalOper == MinOperands) {
-    if (NumGEP1Ops < NumGEP2Ops) {
-      std::swap(GEP1Ops, GEP2Ops);
-      std::swap(NumGEP1Ops, NumGEP2Ops);
-    }
-
-    bool AllAreZeros = true;
-    for (unsigned i = UnequalOper; i != MaxOperands; ++i)
-      if (!isa<Constant>(GEP1Ops[i]) ||
-          !cast<Constant>(GEP1Ops[i])->isNullValue()) {
-        AllAreZeros = false;
-        break;
-      }
-    if (AllAreZeros) return MustAlias;
-  }
-
-
-  // So now we know that the indexes derived from the base pointers,
-  // which are known to alias, are different.  We can still determine a
-  // no-alias result if there are differing constant pairs in the index
-  // chain.  For example:
-  //        A[i][0] != A[j][1] iff (&A[0][1]-&A[0][0] >= std::max(G1S, G2S))
-  //
-  // We have to be careful here about array accesses.  In particular, consider:
-  //        A[1][0] vs A[0][i]
-  // In this case, we don't *know* that the array will be accessed in bounds:
-  // the index could even be negative.  Because of this, we have to
-  // conservatively *give up* and return may alias.  We disregard differing
-  // array subscripts that are followed by a variable index without going
-  // through a struct.
-  //
-  unsigned SizeMax = std::max(G1S, G2S);
-  if (SizeMax == ~0U) return MayAlias; // Avoid frivolous work.
-
-  // Scan for the first operand that is constant and unequal in the
-  // two getelementptrs...
-  unsigned FirstConstantOper = UnequalOper;
-  for (; FirstConstantOper != MinOperands; ++FirstConstantOper) {
-    const Value *G1Oper = GEP1Ops[FirstConstantOper];
-    const Value *G2Oper = GEP2Ops[FirstConstantOper];
-
-    if (G1Oper != G2Oper)   // Found non-equal constant indexes...
-      if (Constant *G1OC = dyn_cast<ConstantInt>(const_cast<Value*>(G1Oper)))
-        if (Constant *G2OC = dyn_cast<ConstantInt>(const_cast<Value*>(G2Oper))){
-          if (G1OC->getType() != G2OC->getType()) {
-            // Sign extend both operands to long.
-            const Type *Int64Ty = Type::getInt64Ty(G1OC->getContext());
-            if (G1OC->getType() != Int64Ty)
-              G1OC = ConstantExpr::getSExt(G1OC, Int64Ty);
-            if (G2OC->getType() != Int64Ty) 
-              G2OC = ConstantExpr::getSExt(G2OC, Int64Ty);
-            GEP1Ops[FirstConstantOper] = G1OC;
-            GEP2Ops[FirstConstantOper] = G2OC;
-          }
-          
-          if (G1OC != G2OC) {
-            // Handle the "be careful" case above: if this is an array/vector
-            // subscript, scan for a subsequent variable array index.
-            if (const SequentialType *STy =
-                  dyn_cast<SequentialType>(BasePtr1Ty)) {
-              const Type *NextTy = STy;
-              bool isBadCase = false;
-              
-              for (unsigned Idx = FirstConstantOper;
-                   Idx != MinOperands && isa<SequentialType>(NextTy); ++Idx) {
-                const Value *V1 = GEP1Ops[Idx], *V2 = GEP2Ops[Idx];
-                if (!isa<Constant>(V1) || !isa<Constant>(V2)) {
-                  isBadCase = true;
-                  break;
-                }
-                // If the array is indexed beyond the bounds of the static type
-                // at this level, it will also fall into the "be careful" case.
-                // It would theoretically be possible to analyze these cases,
-                // but for now just be conservatively correct.
-                if (const ArrayType *ATy = dyn_cast<ArrayType>(STy))
-                  if (cast<ConstantInt>(G1OC)->getZExtValue() >=
-                        ATy->getNumElements() ||
-                      cast<ConstantInt>(G2OC)->getZExtValue() >=
-                        ATy->getNumElements()) {
-                    isBadCase = true;
-                    break;
-                  }
-                if (const VectorType *VTy = dyn_cast<VectorType>(STy))
-                  if (cast<ConstantInt>(G1OC)->getZExtValue() >=
-                        VTy->getNumElements() ||
-                      cast<ConstantInt>(G2OC)->getZExtValue() >=
-                        VTy->getNumElements()) {
-                    isBadCase = true;
-                    break;
-                  }
-                STy = cast<SequentialType>(NextTy);
-                NextTy = cast<SequentialType>(NextTy)->getElementType();
-              }
-              
-              if (isBadCase) G1OC = 0;
-            }
-
-            // Make sure they are comparable (ie, not constant expressions), and
-            // make sure the GEP with the smaller leading constant is GEP1.
-            if (G1OC) {
-              Constant *Compare = ConstantExpr::getICmp(ICmpInst::ICMP_SGT, 
-                                                        G1OC, G2OC);
-              if (ConstantInt *CV = dyn_cast<ConstantInt>(Compare)) {
-                if (CV->getZExtValue()) {  // If they are comparable and G2 > G1
-                  std::swap(GEP1Ops, GEP2Ops);  // Make GEP1 < GEP2
-                  std::swap(NumGEP1Ops, NumGEP2Ops);
-                }
-                break;
-              }
-            }
-          }
-        }
-    BasePtr1Ty = cast<CompositeType>(BasePtr1Ty)->getTypeAtIndex(G1Oper);
-  }
-
-  // No shared constant operands, and we ran out of common operands.  At this
-  // point, the GEP instructions have run through all of their operands, and we
-  // haven't found evidence that there are any deltas between the GEP's.
-  // However, one GEP may have more operands than the other.  If this is the
-  // case, there may still be hope.  Check this now.
-  if (FirstConstantOper == MinOperands) {
-    // Without TargetData, we won't know what the offsets are.
-    if (!TD)
-      return MayAlias;
-
-    // Make GEP1Ops be the longer one if there is a longer one.
-    if (NumGEP1Ops < NumGEP2Ops) {
-      std::swap(GEP1Ops, GEP2Ops);
-      std::swap(NumGEP1Ops, NumGEP2Ops);
-    }
-
-    // Is there anything to check?
-    if (NumGEP1Ops > MinOperands) {
-      for (unsigned i = FirstConstantOper; i != MaxOperands; ++i)
-        if (isa<ConstantInt>(GEP1Ops[i]) && 
-            !cast<ConstantInt>(GEP1Ops[i])->isZero()) {
-          // Yup, there's a constant in the tail.  Set all variables to
-          // constants in the GEP instruction to make it suitable for
-          // TargetData::getIndexedOffset.
-          for (i = 0; i != MaxOperands; ++i)
-            if (!isa<ConstantInt>(GEP1Ops[i]))
-              GEP1Ops[i] = Constant::getNullValue(GEP1Ops[i]->getType());
-          // Okay, now get the offset.  This is the relative offset for the full
-          // instruction.
-          int64_t Offset1 = TD->getIndexedOffset(GEPPointerTy, GEP1Ops,
-                                                 NumGEP1Ops);
-
-          // Now check without any constants at the end.
-          int64_t Offset2 = TD->getIndexedOffset(GEPPointerTy, GEP1Ops,
-                                                 MinOperands);
-
-          // Make sure we compare the absolute difference.
-          if (Offset1 > Offset2)
-            std::swap(Offset1, Offset2);
-
-          // If the tail provided a bit enough offset, return noalias!
-          if ((uint64_t)(Offset2-Offset1) >= SizeMax)
-            return NoAlias;
-          // Otherwise break - we don't look for another constant in the tail.
-          break;
-        }
-    }
-
-    // Couldn't find anything useful.
-    return MayAlias;
-  }
-
-  // If there are non-equal constants arguments, then we can figure
-  // out a minimum known delta between the two index expressions... at
-  // this point we know that the first constant index of GEP1 is less
-  // than the first constant index of GEP2.
-
-  // Advance BasePtr[12]Ty over this first differing constant operand.
-  BasePtr2Ty = cast<CompositeType>(BasePtr1Ty)->
-      getTypeAtIndex(GEP2Ops[FirstConstantOper]);
-  BasePtr1Ty = cast<CompositeType>(BasePtr1Ty)->
-      getTypeAtIndex(GEP1Ops[FirstConstantOper]);
-
-  // We are going to be using TargetData::getIndexedOffset to determine the
-  // offset that each of the GEP's is reaching.  To do this, we have to convert
-  // all variable references to constant references.  To do this, we convert the
-  // initial sequence of array subscripts into constant zeros to start with.
-  const Type *ZeroIdxTy = GEPPointerTy;
-  for (unsigned i = 0; i != FirstConstantOper; ++i) {
-    if (!isa<StructType>(ZeroIdxTy))
-      GEP1Ops[i] = GEP2Ops[i] = 
-              Constant::getNullValue(Type::getInt32Ty(ZeroIdxTy->getContext()));
-
-    if (const CompositeType *CT = dyn_cast<CompositeType>(ZeroIdxTy))
-      ZeroIdxTy = CT->getTypeAtIndex(GEP1Ops[i]);
-  }
-
-  // We know that GEP1Ops[FirstConstantOper] & GEP2Ops[FirstConstantOper] are ok
-
-  // Loop over the rest of the operands...
-  for (unsigned i = FirstConstantOper+1; i != MaxOperands; ++i) {
-    const Value *Op1 = i < NumGEP1Ops ? GEP1Ops[i] : 0;
-    const Value *Op2 = i < NumGEP2Ops ? GEP2Ops[i] : 0;
-    // If they are equal, use a zero index...
-    if (Op1 == Op2 && BasePtr1Ty == BasePtr2Ty) {
-      if (!isa<ConstantInt>(Op1))
-        GEP1Ops[i] = GEP2Ops[i] = Constant::getNullValue(Op1->getType());
-      // Otherwise, just keep the constants we have.
-    } else {
-      if (Op1) {
-        if (const ConstantInt *Op1C = dyn_cast<ConstantInt>(Op1)) {
-          // If this is an array index, make sure the array element is in range.
-          if (const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(BasePtr1Ty)) {
-            if (Op1C->getZExtValue() >= AT->getNumElements())
-              return MayAlias;  // Be conservative with out-of-range accesses
-          } else if (const VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(BasePtr1Ty)) {
-            if (Op1C->getZExtValue() >= VT->getNumElements())
-              return MayAlias;  // Be conservative with out-of-range accesses
-          }
-          
-        } else {
-          // GEP1 is known to produce a value less than GEP2.  To be
-          // conservatively correct, we must assume the largest possible
-          // constant is used in this position.  This cannot be the initial
-          // index to the GEP instructions (because we know we have at least one
-          // element before this one with the different constant arguments), so
-          // we know that the current index must be into either a struct or
-          // array.  Because we know it's not constant, this cannot be a
-          // structure index.  Because of this, we can calculate the maximum
-          // value possible.
-          //
-          if (const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(BasePtr1Ty))
-            GEP1Ops[i] =
-                  ConstantInt::get(Type::getInt64Ty(AT->getContext()), 
-                                   AT->getNumElements()-1);
-          else if (const VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(BasePtr1Ty))
-            GEP1Ops[i] = 
-                  ConstantInt::get(Type::getInt64Ty(VT->getContext()),
-                                   VT->getNumElements()-1);
-        }
-      }
-
-      if (Op2) {
-        if (const ConstantInt *Op2C = dyn_cast<ConstantInt>(Op2)) {
-          // If this is an array index, make sure the array element is in range.
-          if (const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(BasePtr2Ty)) {
-            if (Op2C->getZExtValue() >= AT->getNumElements())
-              return MayAlias;  // Be conservative with out-of-range accesses
-          } else if (const VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(BasePtr2Ty)) {
-            if (Op2C->getZExtValue() >= VT->getNumElements())
-              return MayAlias;  // Be conservative with out-of-range accesses
-          }
-        } else {  // Conservatively assume the minimum value for this index
-          GEP2Ops[i] = Constant::getNullValue(Op2->getType());
-        }
-      }
-    }
-
-    if (BasePtr1Ty && Op1) {
-      if (const CompositeType *CT = dyn_cast<CompositeType>(BasePtr1Ty))
-        BasePtr1Ty = CT->getTypeAtIndex(GEP1Ops[i]);
-      else
-        BasePtr1Ty = 0;
-    }
-
-    if (BasePtr2Ty && Op2) {
-      if (const CompositeType *CT = dyn_cast<CompositeType>(BasePtr2Ty))
-        BasePtr2Ty = CT->getTypeAtIndex(GEP2Ops[i]);
-      else
-        BasePtr2Ty = 0;
-    }
-  }
-
-  if (TD && GEPPointerTy->getElementType()->isSized()) {
-    int64_t Offset1 =
-      TD->getIndexedOffset(GEPPointerTy, GEP1Ops, NumGEP1Ops);
-    int64_t Offset2 = 
-      TD->getIndexedOffset(GEPPointerTy, GEP2Ops, NumGEP2Ops);
-    assert(Offset1 != Offset2 &&
-           "There is at least one different constant here!");
-    
-    // Make sure we compare the absolute difference.
-    if (Offset1 > Offset2)
-      std::swap(Offset1, Offset2);
-    
-    if ((uint64_t)(Offset2-Offset1) >= SizeMax) {
-      //cerr << "Determined that these two GEP's don't alias ["
-      //     << SizeMax << " bytes]: \n" << *GEP1 << *GEP2;
-      return NoAlias;
-    }
-  }
-  return MayAlias;
+  return NoAA::alias(V1, V1Size, V2, V2Size);
 }
 
-// Make sure that anything that uses AliasAnalysis pulls in this file...
+// Make sure that anything that uses AliasAnalysis pulls in this file.
 DEFINING_FILE_FOR(BasicAliasAnalysis)