Extend the ValuesAtScope cache to cover all expressions, not just
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / BasicAliasAnalysis.cpp
index 4c7259f7f4c594b980880dd959c3c48306f7d96e..9e9d0f10d096153f547cd63aad1bb50f36ef54f3 100644 (file)
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
+#include "llvm/Analysis/CaptureTracking.h"
 #include "llvm/Analysis/Passes.h"
 #include "llvm/Constants.h"
 #include "llvm/DerivedTypes.h"
 #include "llvm/Function.h"
-#include "llvm/ParameterAttributes.h"
 #include "llvm/GlobalVariable.h"
 #include "llvm/Instructions.h"
 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
+#include "llvm/LLVMContext.h"
+#include "llvm/Operator.h"
 #include "llvm/Pass.h"
 #include "llvm/Target/TargetData.h"
 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
 #include "llvm/Support/Compiler.h"
+#include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
-#include "llvm/Support/ManagedStatic.h"
 #include <algorithm>
 using namespace llvm;
 
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// Useful predicates
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
+static const GEPOperator *isGEP(const Value *V) {
+  return dyn_cast<GEPOperator>(V);
+}
+
+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 User *G = isGEP(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) {
+  // Alloca never returns null, malloc might.
+  if (isa<AllocaInst>(V)) return true;
+  
+  // A byval argument is never null.
+  if (const Argument *A = dyn_cast<Argument>(V))
+    return A->hasByValAttr();
+
+  // Global values are not null unless extern weak.
+  if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V))
+    return !GV->hasExternalWeakLinkage();
+  return false;
+}
+
+/// isNonEscapingLocalObject - Return true if the pointer is to a function-local
+/// object that never escapes from the function.
+static bool isNonEscapingLocalObject(const Value *V) {
+  // If this is a local allocation, check to see if it escapes.
+  if (isa<AllocationInst>(V) || isNoAliasCall(V))
+    return !PointerMayBeCaptured(V, false);
+
+  // If this is an argument that corresponds to a byval or noalias argument,
+  // then it has not escaped before entering the function.  Check if it escapes
+  // inside the function.
+  if (const Argument *A = dyn_cast<Argument>(V))
+    if (A->hasByValAttr() || A->hasNoAliasAttr()) {
+      // Don't bother analyzing arguments already known not to escape.
+      if (A->hasNoCaptureAttr())
+        return true;
+      return !PointerMayBeCaptured(V, false);
+    }
+  return false;
+}
+
+
+/// isObjectSmallerThan - Return true if we can prove that the object specified
+/// by V is smaller than Size.
+static bool isObjectSmallerThan(const Value *V, unsigned Size,
+                                const TargetData &TD) {
+  const Type *AccessTy;
+  if (const GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V)) {
+    AccessTy = GV->getType()->getElementType();
+  } else if (const AllocationInst *AI = dyn_cast<AllocationInst>(V)) {
+    if (!AI->isArrayAllocation())
+      AccessTy = AI->getType()->getElementType();
+    else
+      return false;
+  } else if (const Argument *A = dyn_cast<Argument>(V)) {
+    if (A->hasByValAttr())
+      AccessTy = cast<PointerType>(A->getType())->getElementType();
+    else
+      return false;
+  } else {
+    return false;
+  }
+  
+  if (AccessTy->isSized())
+    return TD.getTypeAllocSize(AccessTy) < Size;
+  return false;
+}
+
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// NoAA Pass
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
 namespace {
   /// NoAA - This class implements the -no-aa pass, which always returns "I
   /// don't know" for alias queries.  NoAA is unlike other alias analysis
@@ -40,15 +137,14 @@ namespace {
   ///
   struct VISIBILITY_HIDDEN NoAA : public ImmutablePass, public AliasAnalysis {
     static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
-    NoAA() : ImmutablePass((intptr_t)&ID) {}
-    explicit NoAA(intptr_t PID) : ImmutablePass(PID) { }
+    NoAA() : ImmutablePass(&ID) {}
+    explicit NoAA(void *PID) : ImmutablePass(PID) { }
 
     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-      AU.addRequired<TargetData>();
     }
 
     virtual void initializePass() {
-      TD = &getAnalysis<TargetData>();
+      TD = getAnalysisIfAvailable<TargetData>();
     }
 
     virtual AliasResult alias(const Value *V1, unsigned V1Size,
@@ -56,14 +152,9 @@ namespace {
       return MayAlias;
     }
 
-    virtual ModRefBehavior getModRefBehavior(Function *F, CallSite CS,
-                                         std::vector<PointerAccessInfo> *Info) {
-      return UnknownModRefBehavior;
-    }
-
     virtual void getArgumentAccesses(Function *F, CallSite CS,
                                      std::vector<PointerAccessInfo> &Info) {
-      assert(0 && "This method may not be called on this function!");
+      llvm_unreachable("This method may not be called on this function!");
     }
 
     virtual void getMustAliases(Value *P, std::vector<Value*> &RetVals) { }
@@ -79,32 +170,34 @@ namespace {
     virtual void deleteValue(Value *V) {}
     virtual void copyValue(Value *From, Value *To) {}
   };
+}  // End of anonymous namespace
 
-  // Register this pass...
-  char NoAA::ID = 0;
-  RegisterPass<NoAA>
-  U("no-aa", "No Alias Analysis (always returns 'may' alias)");
+// 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
-  RegisterAnalysisGroup<AliasAnalysis> V(U);
-}  // End of anonymous namespace
+// Declare that we implement the AliasAnalysis interface
+static RegisterAnalysisGroup<AliasAnalysis> V(U);
 
 ImmutablePass *llvm::createNoAAPass() { return new NoAA(); }
 
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+// BasicAA Pass
+//===----------------------------------------------------------------------===//
+
 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 VISIBILITY_HIDDEN BasicAliasAnalysis : public NoAA {
     static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
-    BasicAliasAnalysis() : NoAA((intptr_t)&ID) { }
+    BasicAliasAnalysis() : NoAA(&ID) {}
     AliasResult alias(const Value *V1, unsigned V1Size,
                       const Value *V2, unsigned V2Size);
 
     ModRefResult getModRefInfo(CallSite CS, Value *P, unsigned Size);
-    ModRefResult getModRefInfo(CallSite CS1, CallSite CS2) {
-      return NoAA::getModRefInfo(CS1,CS2);
-    }
+    ModRefResult getModRefInfo(CallSite CS1, CallSite CS2);
 
     /// hasNoModRefInfoForCalls - We can provide mod/ref information against
     /// non-escaping allocations.
@@ -124,120 +217,30 @@ namespace {
                          const Type *BasePtr2Ty,
                          Value **GEP2Ops, unsigned NumGEP2Ops, unsigned G2Size);
   };
+}  // End of anonymous namespace
 
-  // Register this pass...
-  char BasicAliasAnalysis::ID = 0;
-  RegisterPass<BasicAliasAnalysis>
-  X("basicaa", "Basic Alias Analysis (default AA impl)");
+// 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
-  RegisterAnalysisGroup<AliasAnalysis, true> Y(X);
-}  // End of anonymous namespace
+// Declare that we implement the AliasAnalysis interface
+static RegisterAnalysisGroup<AliasAnalysis, true> Y(X);
 
 ImmutablePass *llvm::createBasicAliasAnalysisPass() {
   return new BasicAliasAnalysis();
 }
 
-/// getUnderlyingObject - This traverses the use chain to figure out what object
-/// the specified value points to.  If the value points to, or is derived from,
-/// a unique object or an argument, return it.  This returns:
-///    Arguments, GlobalVariables, Functions, Allocas, Mallocs.
-static const Value *getUnderlyingObject(const Value *V) {
-  if (!isa<PointerType>(V->getType())) return 0;
-
-  // If we are at some type of object, return it. GlobalValues and Allocations
-  // have unique addresses. 
-  if (isa<GlobalValue>(V) || isa<AllocationInst>(V) || isa<Argument>(V))
-    return V;
-
-  // Traverse through different addressing mechanisms...
-  if (const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
-    if (isa<BitCastInst>(I) || isa<GetElementPtrInst>(I))
-      return getUnderlyingObject(I->getOperand(0));
-  } else if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V)) {
-    if (CE->getOpcode() == Instruction::BitCast || 
-        CE->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr)
-      return getUnderlyingObject(CE->getOperand(0));
-  }
-  return 0;
-}
-
-static const User *isGEP(const Value *V) {
-  if (isa<GetElementPtrInst>(V) ||
-      (isa<ConstantExpr>(V) &&
-       cast<ConstantExpr>(V)->getOpcode() == Instruction::GetElementPtr))
-    return cast<User>(V);
-  return 0;
-}
-
-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 User *G = isGEP(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;
-}
 
 /// pointsToConstantMemory - Chase pointers until we find a (constant
 /// global) or not.
 bool BasicAliasAnalysis::pointsToConstantMemory(const Value *P) {
-  if (const Value *V = getUnderlyingObject(P))
-    if (const GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V))
-      return GV->isConstant();
+  if (const GlobalVariable *GV = 
+        dyn_cast<GlobalVariable>(P->getUnderlyingObject()))
+    return GV->isConstant();
   return false;
 }
 
-// Determine if an AllocationInst instruction escapes from the function it is
-// contained in. If it does not escape, there is no way for another function to
-// mod/ref it.  We do this by looking at its uses and determining if the uses
-// can escape (recursively).
-static bool AddressMightEscape(const Value *V) {
-  for (Value::use_const_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end();
-       UI != E; ++UI) {
-    const Instruction *I = cast<Instruction>(*UI);
-    switch (I->getOpcode()) {
-    case Instruction::Load: 
-      break; //next use.
-    case Instruction::Store:
-      if (I->getOperand(0) == V)
-        return true; // Escapes if the pointer is stored.
-      break; // next use.
-    case Instruction::GetElementPtr:
-      if (AddressMightEscape(I))
-        return true;
-      break; // next use.
-    case Instruction::BitCast:
-      if (AddressMightEscape(I))
-        return true;
-      break; // next use
-    case Instruction::Ret:
-      // If returned, the address will escape to calling functions, but no
-      // callees could modify it.
-      break; // next use
-    case Instruction::Call:
-      // If the call is to a few known safe intrinsics, we know that it does
-      // not escape
-      if (!isa<MemIntrinsic>(I))
-        return true;
-      break;  // next use
-    default:
-      return true;
-    }
-  }
-  return false;
-}
 
 // getModRefInfo - Check to see if the specified callsite can clobber the
 // specified memory object.  Since we only look at local properties of this
@@ -247,25 +250,32 @@ static bool AddressMightEscape(const Value *V) {
 AliasAnalysis::ModRefResult
 BasicAliasAnalysis::getModRefInfo(CallSite CS, Value *P, unsigned Size) {
   if (!isa<Constant>(P)) {
-    const Value *Object = getUnderlyingObject(P);
-    // Allocations and byval arguments are "new" objects.
-    if (Object &&
-        (isa<AllocationInst>(Object) ||
-         (isa<Argument>(Object) &&
-                                 (cast<Argument>(Object)->hasByValAttr() ||
-                                  cast<Argument>(Object)->hasNoAliasAttr())))) {
-      // Okay, the pointer is to a stack allocated (or effectively so, for 
-      // for noalias parameters) object.  If we can prove that
-      // the pointer never "escapes", then we know the call cannot clobber it,
-      // because it simply can't get its address.
-      if (!AddressMightEscape(Object))
-        return NoModRef;
-
-      // If this is a tail call and P points to a stack location, we know that
-      // the tail call cannot access or modify the local stack.
+    const Value *Object = P->getUnderlyingObject();
+    
+    // If this is a tail call and P points to a stack location, we know that
+    // the tail call cannot access or modify the local stack.
+    // We cannot exclude byval arguments here; these belong to the caller of
+    // 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 (CI->isTailCall() && !isa<MallocInst>(Object))
+        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;
+      
+      if (!passedAsArg)
+        return NoModRef;
     }
   }
 
@@ -273,145 +283,113 @@ BasicAliasAnalysis::getModRefInfo(CallSite CS, Value *P, unsigned Size) {
   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);
+}
+
+
 // alias - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate in common cases, such
-// as array references.  Note that this function is heavily tail recursive.
-// Hopefully we have a smart C++ compiler.  :)
+// as array references.
 //
 AliasAnalysis::AliasResult
 BasicAliasAnalysis::alias(const Value *V1, unsigned V1Size,
                           const Value *V2, unsigned V2Size) {
-  // Strip off any constant expression casts if they exist
-  if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V1))
-    if (CE->isCast() && isa<PointerType>(CE->getOperand(0)->getType()))
-      V1 = CE->getOperand(0);
-  if (const ConstantExpr *CE = dyn_cast<ConstantExpr>(V2))
-    if (CE->isCast() && isa<PointerType>(CE->getOperand(0)->getType()))
-      V2 = CE->getOperand(0);
+  // Strip off any casts if they exist.
+  V1 = V1->stripPointerCasts();
+  V2 = V2->stripPointerCasts();
 
   // Are we checking for alias of the same value?
   if (V1 == V2) return MustAlias;
 
-  if ((!isa<PointerType>(V1->getType()) || !isa<PointerType>(V2->getType())) &&
-      V1->getType() != Type::Int64Ty && V2->getType() != Type::Int64Ty)
+  if (!isa<PointerType>(V1->getType()) || !isa<PointerType>(V2->getType()))
     return NoAlias;  // Scalars cannot alias each other
 
-  // Strip off cast instructions...
-  if (const BitCastInst *I = dyn_cast<BitCastInst>(V1))
-    return alias(I->getOperand(0), V1Size, V2, V2Size);
-  if (const BitCastInst *I = dyn_cast<BitCastInst>(V2))
-    return alias(V1, V1Size, I->getOperand(0), V2Size);
-
-  // Figure out what objects these things are pointing to if we can...
-  const Value *O1 = getUnderlyingObject(V1);
-  const Value *O2 = getUnderlyingObject(V2);
-
-  // Pointing at a discernible object?
-  if (O1) {
-    if (O2) {
-      if (const Argument *O1Arg = dyn_cast<Argument>(O1)) {
-        // Incoming argument cannot alias locally allocated object!
-        if (isa<AllocationInst>(O2)) return NoAlias;
-        
-        // If they are two different objects, and one is a noalias argument
-        // then they do not alias.
-        if (O1 != O2 && O1Arg->hasNoAliasAttr())
-          return NoAlias;
-
-        // Byval arguments can't alias globals or other arguments.
-        if (O1 != O2 && O1Arg->hasByValAttr()) return NoAlias;
-        
-        // Otherwise, nothing is known...
-      } 
-      
-      if (const Argument *O2Arg = dyn_cast<Argument>(O2)) {
-        // Incoming argument cannot alias locally allocated object!
-        if (isa<AllocationInst>(O1)) return NoAlias;
-        
-        // If they are two different objects, and one is a noalias argument
-        // then they do not alias.
-        if (O1 != O2 && O2Arg->hasNoAliasAttr())
-          return NoAlias;
-          
-        // Byval arguments can't alias globals or other arguments.
-        if (O1 != O2 && O2Arg->hasByValAttr()) return NoAlias;
-        
-        // Otherwise, nothing is known...
-      
-      } else if (O1 != O2 && !isa<Argument>(O1)) {
-        // If they are two different objects, and neither is an argument,
-        // we know that we have no alias.
-        return NoAlias;
-      }
-
-      // If they are the same object, they we can look at the indexes.  If they
-      // index off of the object is the same for both pointers, they must alias.
-      // If they are provably different, they must not alias.  Otherwise, we
-      // can't tell anything.
-    }
+  // Figure out what objects these things are pointing to if we can.
+  const Value *O1 = V1->getUnderlyingObject();
+  const Value *O2 = V2->getUnderlyingObject();
 
-    // Unique values don't alias null, except non-byval arguments.
-    if (isa<ConstantPointerNull>(V2)) {
-      if (const Argument *O1Arg = dyn_cast<Argument>(O1)) {
-        if (O1Arg->hasByValAttr()) 
-          return NoAlias;
-      } else {
-        return NoAlias;                    
-      }
-    }
-
-    if (isa<GlobalVariable>(O1) ||
-        (isa<AllocationInst>(O1) &&
-         !cast<AllocationInst>(O1)->isArrayAllocation()))
-      if (cast<PointerType>(O1->getType())->getElementType()->isSized()) {
-        // If the size of the other access is larger than the total size of the
-        // global/alloca/malloc, it cannot be accessing the global (it's
-        // undefined to load or store bytes before or after an object).
-        const Type *ElTy = cast<PointerType>(O1->getType())->getElementType();
-        unsigned GlobalSize = getTargetData().getABITypeSize(ElTy);
-        if (GlobalSize < V2Size && V2Size != ~0U)
-          return NoAlias;
-      }
-  }
+  if (O1 != O2) {
+    // If V1/V2 point to two different objects we know that we have no alias.
+    if (isIdentifiedObject(O1) && isIdentifiedObject(O2))
+      return NoAlias;
+  
+    // Arguments can't alias with local allocations or noalias calls.
+    if ((isa<Argument>(O1) && (isa<AllocationInst>(O2) || isNoAliasCall(O2))) ||
+        (isa<Argument>(O2) && (isa<AllocationInst>(O1) || isNoAliasCall(O1))))
+      return NoAlias;
 
-  if (O2) {
-    if (!isa<Argument>(O2) && isa<ConstantPointerNull>(V1))
-      return NoAlias;                    // Unique values don't alias null
-
-    if (isa<GlobalVariable>(O2) ||
-        (isa<AllocationInst>(O2) &&
-         !cast<AllocationInst>(O2)->isArrayAllocation()))
-      if (cast<PointerType>(O2->getType())->getElementType()->isSized()) {
-        // If the size of the other access is larger than the total size of the
-        // global/alloca/malloc, it cannot be accessing the object (it's
-        // undefined to load or store bytes before or after an object).
-        const Type *ElTy = cast<PointerType>(O2->getType())->getElementType();
-        unsigned GlobalSize = getTargetData().getABITypeSize(ElTy);
-        if (GlobalSize < V1Size && V1Size != ~0U)
-          return NoAlias;
-      }
+    // Most objects can't alias null.
+    if ((isa<ConstantPointerNull>(V2) && isKnownNonNull(O1)) ||
+        (isa<ConstantPointerNull>(V1) && isKnownNonNull(O2)))
+      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)))
+      return NoAlias;
+  
+  // If one pointer is the result of a call/invoke 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.
+  if ((isa<CallInst>(O1) || isa<InvokeInst>(O1)) &&
+      isNonEscapingLocalObject(O2) && O1 != O2)
+    return NoAlias;
+  if ((isa<CallInst>(O2) || isa<InvokeInst>(O2)) &&
+      isNonEscapingLocalObject(O1) && O1 != O2)
+    return NoAlias;
+  
   // 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 (isGEP(V1) && isGEP(V2)) {
+    const User *GEP1 = cast<User>(V1);
+    const User *GEP2 = cast<User>(V2);
+    
+    // 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 alias(GEP1->getOperand(0), V1Size, GEP2->getOperand(0), V2Size);
+    
+    
     // Drill down into the first non-gep value, to test for must-aliasing of
     // the base pointers.
-    const User *G = cast<User>(V1);
-    while (isGEP(G->getOperand(0)) &&
-           G->getOperand(1) ==
-           Constant::getNullValue(G->getOperand(1)->getType()))
-      G = cast<User>(G->getOperand(0));
-    const Value *BasePtr1 = G->getOperand(0);
-
-    G = cast<User>(V2);
-    while (isGEP(G->getOperand(0)) &&
-           G->getOperand(1) ==
-           Constant::getNullValue(G->getOperand(1)->getType()))
-      G = cast<User>(G->getOperand(0));
-    const Value *BasePtr2 = G->getOperand(0);
+    while (isGEP(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 (isGEP(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 = alias(BasePtr1, ~0U, BasePtr2, ~0U);
@@ -484,16 +462,16 @@ BasicAliasAnalysis::alias(const Value *V1, unsigned V1Size,
           // 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 (cast<PointerType>(
+          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 =
-              getTargetData().getIndexedOffset(BasePtr->getType(),
-                                               &GEPOperands[0],
-                                               GEPOperands.size());
+              TD->getIndexedOffset(BasePtr->getType(),
+                                   &GEPOperands[0],
+                                   GEPOperands.size());
 
             if (Offset >= (int64_t)V2Size || Offset <= -(int64_t)V1Size)
               return NoAlias;
@@ -505,18 +483,18 @@ BasicAliasAnalysis::alias(const Value *V1, unsigned V1Size,
   return MayAlias;
 }
 
-// This function is used to determin if the indices of two GEP instructions are
+// 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) {
+static bool IndexOperandsEqual(Value *V1, Value *V2, LLVMContext &Context) {
   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::Int64Ty)
-        C1 = ConstantExpr::getSExt(C1, Type::Int64Ty);
-      if (C2->getType() != Type::Int64Ty
-        C2 = ConstantExpr::getSExt(C2, Type::Int64Ty);
+      if (C1->getType() != Type::getInt64Ty(Context))
+        C1 = ConstantExpr::getSExt(C1, Type::getInt64Ty(Context));
+      if (C2->getType() != Type::getInt64Ty(Context)
+        C2 = ConstantExpr::getSExt(C2, Type::getInt64Ty(Context));
       return C1 == C2;
     }
   return false;
@@ -537,6 +515,8 @@ BasicAliasAnalysis::CheckGEPInstructions(
 
   const PointerType *GEPPointerTy = cast<PointerType>(BasePtr1Ty);
 
+  LLVMContext &Context = GEPPointerTy->getContext();
+
   // Find the (possibly empty) initial sequence of equal values... which are not
   // necessarily constants.
   unsigned NumGEP1Operands = NumGEP1Ops, NumGEP2Operands = NumGEP2Ops;
@@ -544,7 +524,8 @@ BasicAliasAnalysis::CheckGEPInstructions(
   unsigned MaxOperands = std::max(NumGEP1Operands, NumGEP2Operands);
   unsigned UnequalOper = 0;
   while (UnequalOper != MinOperands &&
-         IndexOperandsEqual(GEP1Ops[UnequalOper], GEP2Ops[UnequalOper])) {
+         IndexOperandsEqual(GEP1Ops[UnequalOper], GEP2Ops[UnequalOper],
+         Context)) {
     // Advance through the type as we go...
     ++UnequalOper;
     if (const CompositeType *CT = dyn_cast<CompositeType>(BasePtr1Ty))
@@ -608,10 +589,10 @@ BasicAliasAnalysis::CheckGEPInstructions(
         if (Constant *G2OC = dyn_cast<ConstantInt>(const_cast<Value*>(G2Oper))){
           if (G1OC->getType() != G2OC->getType()) {
             // Sign extend both operands to long.
-            if (G1OC->getType() != Type::Int64Ty)
-              G1OC = ConstantExpr::getSExt(G1OC, Type::Int64Ty);
-            if (G2OC->getType() != Type::Int64Ty
-              G2OC = ConstantExpr::getSExt(G2OC, Type::Int64Ty);
+            if (G1OC->getType() != Type::getInt64Ty(Context))
+              G1OC = ConstantExpr::getSExt(G1OC, Type::getInt64Ty(Context));
+            if (G2OC->getType() != Type::getInt64Ty(Context)
+              G2OC = ConstantExpr::getSExt(G2OC, Type::getInt64Ty(Context));
             GEP1Ops[FirstConstantOper] = G1OC;
             GEP2Ops[FirstConstantOper] = G2OC;
           }
@@ -619,18 +600,39 @@ BasicAliasAnalysis::CheckGEPInstructions(
           if (G1OC != G2OC) {
             // Handle the "be careful" case above: if this is an array/vector
             // subscript, scan for a subsequent variable array index.
-            if (isa<SequentialType>(BasePtr1Ty))  {
-              const Type *NextTy =
-                cast<SequentialType>(BasePtr1Ty)->getElementType();
+            if (const SequentialType *STy =
+                  dyn_cast<SequentialType>(BasePtr1Ty)) {
+              const Type *NextTy = STy;
               bool isBadCase = false;
               
-              for (unsigned Idx = FirstConstantOper+1;
+              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();
               }
               
@@ -661,6 +663,10 @@ BasicAliasAnalysis::CheckGEPInstructions(
   // 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);
@@ -673,24 +679,29 @@ BasicAliasAnalysis::CheckGEPInstructions(
         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 suiteable for
+          // 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.
-          const TargetData &TD = getTargetData();
-          int64_t Offset1 = TD.getIndexedOffset(GEPPointerTy, GEP1Ops,
-                                                NumGEP1Ops);
+          int64_t Offset1 = TD->getIndexedOffset(GEPPointerTy, GEP1Ops,
+                                                 NumGEP1Ops);
 
           // Now check without any constants at the end.
-          int64_t Offset2 = TD.getIndexedOffset(GEPPointerTy, GEP1Ops,
-                                                MinOperands);
+          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;
         }
     }
 
@@ -716,7 +727,8 @@ BasicAliasAnalysis::CheckGEPInstructions(
   const Type *ZeroIdxTy = GEPPointerTy;
   for (unsigned i = 0; i != FirstConstantOper; ++i) {
     if (!isa<StructType>(ZeroIdxTy))
-      GEP1Ops[i] = GEP2Ops[i] = Constant::getNullValue(Type::Int32Ty);
+      GEP1Ops[i] = GEP2Ops[i] = 
+                              Constant::getNullValue(Type::getInt32Ty(Context));
 
     if (const CompositeType *CT = dyn_cast<CompositeType>(ZeroIdxTy))
       ZeroIdxTy = CT->getTypeAtIndex(GEP1Ops[i]);
@@ -757,9 +769,13 @@ BasicAliasAnalysis::CheckGEPInstructions(
           // value possible.
           //
           if (const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(BasePtr1Ty))
-            GEP1Ops[i] = ConstantInt::get(Type::Int64Ty,AT->getNumElements()-1);
+            GEP1Ops[i] =
+                  ConstantInt::get(Type::getInt64Ty(Context), 
+                                   AT->getNumElements()-1);
           else if (const VectorType *VT = dyn_cast<VectorType>(BasePtr1Ty))
-            GEP1Ops[i] = ConstantInt::get(Type::Int64Ty,VT->getNumElements()-1);
+            GEP1Ops[i] = 
+                  ConstantInt::get(Type::getInt64Ty(Context),
+                                   VT->getNumElements()-1);
         }
       }
 
@@ -794,11 +810,11 @@ BasicAliasAnalysis::CheckGEPInstructions(
     }
   }
 
-  if (GEPPointerTy->getElementType()->isSized()) {
+  if (TD && GEPPointerTy->getElementType()->isSized()) {
     int64_t Offset1 =
-      getTargetData().getIndexedOffset(GEPPointerTy, GEP1Ops, NumGEP1Ops);
+      TD->getIndexedOffset(GEPPointerTy, GEP1Ops, NumGEP1Ops);
     int64_t Offset2 = 
-      getTargetData().getIndexedOffset(GEPPointerTy, GEP2Ops, NumGEP2Ops);
+      TD->getIndexedOffset(GEPPointerTy, GEP2Ops, NumGEP2Ops);
     assert(Offset1 != Offset2 &&
            "There is at least one different constant here!");