fix typo
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / ScopedNoAliasAA.cpp
index f197f1c48a6cb9de183a321de035fa186206d946..486f3a583284f85bc290723991a026d44baea3b8 100644 (file)
 // This file defines the ScopedNoAlias alias-analysis pass, which implements
 // metadata-based scoped no-alias support.
 //
-// Alias-analysis scopes are defined similar to TBAA nodes:
+// Alias-analysis scopes are defined by an id (which can be a string or some
+// other metadata node), a domain node, and an optional descriptive string.
+// A domain is defined by an id (which can be a string or some other metadata
+// node), and an optional descriptive string.
 //
-// !scope0 = metadata !{ metadata !"scope of foo()" }
-// !scope1 = metadata !{ metadata !"scope 1", metadata !scope0 }
-// !scope2 = metadata !{ metadata !"scope 2", metadata !scope0 }
-// !scope3 = metadata !{ metadata !"scope 2.1", metadata !scope2 }
-// !scope4 = metadata !{ metadata !"scope 2.2", metadata !scope2 }
+// !dom0 =   metadata !{ metadata !"domain of foo()" }
+// !scope1 = metadata !{ metadata !scope1, metadata !dom0, metadata !"scope 1" }
+// !scope2 = metadata !{ metadata !scope2, metadata !dom0, metadata !"scope 2" }
 //
 // Loads and stores can be tagged with an alias-analysis scope, and also, with
 // a noalias tag for a specific scope:
 // ... = load %ptr2, !alias.scope !{ !scope1, !scope2 }, !noalias !{ !scope1 }
 //
 // When evaluating an aliasing query, if one of the instructions is associated
-// with an alias.scope id that is identical to the noalias scope associated
-// with the other instruction, or is a descendant (in the scope hierarchy) of
-// the noalias scope associated with the other instruction, then the two memory
+// has a set of noalias scopes in some domain that is a superset of the alias
+// scopes in that domain of some other instruction, then the two memory
 // accesses are assumed not to alias.
 //
-// Note that if the first element of the scope metadata is a string, then it
-// can be combined accross functions and translation units. The string can be
-// replaced by a self-reference to create globally unqiue scope identifiers.
-//
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#include "llvm/Analysis/Passes.h"
-#include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
+#include "llvm/Analysis/ScopedNoAliasAA.h"
+#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
+#include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"
 #include "llvm/IR/Constants.h"
 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
 #include "llvm/IR/Metadata.h"
 #include "llvm/IR/Module.h"
 #include "llvm/Pass.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
+
 using namespace llvm;
 
 // A handy option for disabling scoped no-alias functionality. The same effect
 // can also be achieved by stripping the associated metadata tags from IR, but
 // this option is sometimes more convenient.
-static cl::opt<bool>
-EnableScopedNoAlias("enable-scoped-noalias", cl::init(true));
+static cl::opt<bool> EnableScopedNoAlias("enable-scoped-noalias",
+                                         cl::init(true));
 
 namespace {
 /// AliasScopeNode - This is a simple wrapper around an MDNode which provides
@@ -60,184 +58,155 @@ class AliasScopeNode {
   const MDNode *Node;
 
 public:
-  AliasScopeNode() : Node(0) {}
+  AliasScopeNode() : Node(nullptr) {}
   explicit AliasScopeNode(const MDNode *N) : Node(N) {}
 
   /// getNode - Get the MDNode for this AliasScopeNode.
   const MDNode *getNode() const { return Node; }
 
-  /// getParent - Get this AliasScopeNode's Alias tree parent.
-  AliasScopeNode getParent() const {
+  /// getDomain - Get the MDNode for this AliasScopeNode's domain.
+  const MDNode *getDomain() const {
     if (Node->getNumOperands() < 2)
-      return AliasScopeNode();
-    MDNode *P = dyn_cast_or_null<MDNode>(Node->getOperand(1));
-    if (!P)
-      return AliasScopeNode();
-    // Ok, this node has a valid parent. Return it.
-    return AliasScopeNode(P);
+      return nullptr;
+    return dyn_cast_or_null<MDNode>(Node->getOperand(1));
   }
 };
+} // end of anonymous namespace
 
-/// ScopedNoAliasAA - This is a simple alias analysis
-/// implementation that uses scoped-noalias metadata to answer queries.
-class ScopedNoAliasAA : public ImmutablePass, public AliasAnalysis {
-public:
-  static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
-  ScopedNoAliasAA() : ImmutablePass(ID) {
-    initializeScopedNoAliasAAPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
-  }
-
-  virtual void initializePass() {
-    InitializeAliasAnalysis(this);
-  }
+AliasResult ScopedNoAliasAAResult::alias(const MemoryLocation &LocA,
+                                         const MemoryLocation &LocB) {
+  if (!EnableScopedNoAlias)
+    return AAResultBase::alias(LocA, LocB);
 
-  /// 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 *PI) {
-    if (PI == &AliasAnalysis::ID)
-      return (AliasAnalysis*)this;
-    return this;
-  }
+  // Get the attached MDNodes.
+  const MDNode *AScopes = LocA.AATags.Scope, *BScopes = LocB.AATags.Scope;
 
-protected:
-  bool mayAlias(const MDNode *A, const MDNode *B) const;
-  bool mayAliasInScopes(const MDNode *Scopes, const MDNode *NoAlias) const;
-
-private:
-  virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
-  virtual AliasResult alias(const Location &LocA, const Location &LocB);
-  virtual bool pointsToConstantMemory(const Location &Loc, bool OrLocal);
-  virtual ModRefBehavior getModRefBehavior(ImmutableCallSite CS);
-  virtual ModRefBehavior getModRefBehavior(const Function *F);
-  virtual ModRefResult getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
-                                     const Location &Loc);
-  virtual ModRefResult getModRefInfo(ImmutableCallSite CS1,
-                                     ImmutableCallSite CS2);
-};
-}  // End of anonymous namespace
+  const MDNode *ANoAlias = LocA.AATags.NoAlias, *BNoAlias = LocB.AATags.NoAlias;
 
-// Register this pass...
-char ScopedNoAliasAA::ID = 0;
-INITIALIZE_AG_PASS(ScopedNoAliasAA, AliasAnalysis, "scoped-noalias",
-                   "Scoped NoAlias Alias Analysis", false, true, false)
+  if (!mayAliasInScopes(AScopes, BNoAlias))
+    return NoAlias;
 
-ImmutablePass *llvm::createScopedNoAliasAAPass() {
-  return new ScopedNoAliasAA();
-}
+  if (!mayAliasInScopes(BScopes, ANoAlias))
+    return NoAlias;
 
-void
-ScopedNoAliasAA::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-  AU.setPreservesAll();
-  AliasAnalysis::getAnalysisUsage(AU);
+  // If they may alias, chain to the next AliasAnalysis.
+  return AAResultBase::alias(LocA, LocB);
 }
 
-/// mayAlias - Test whether the scope represented by A may alias the
-/// scope represented by B. Specifically, A is the target scope, and B is the
-/// noalias scope.
-bool
-ScopedNoAliasAA::mayAlias(const MDNode *A,
-                          const MDNode *B) const {
-  // Climb the tree from A to see if we reach B.
-  for (AliasScopeNode T(A); ; ) {
-    if (T.getNode() == B)
-      // B is an ancestor of A.
-      return false;
-
-    T = T.getParent();
-    if (!T.getNode())
-      break;
-  }
-
-  return true;
-}
+ModRefInfo ScopedNoAliasAAResult::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
+                                                const MemoryLocation &Loc) {
+  if (!EnableScopedNoAlias)
+    return AAResultBase::getModRefInfo(CS, Loc);
 
-bool
-ScopedNoAliasAA::mayAliasInScopes(const MDNode *Scopes,
-                                  const MDNode *NoAlias) const {
-  if (!Scopes || !NoAlias)
-    return true;
+  if (!mayAliasInScopes(Loc.AATags.Scope, CS.getInstruction()->getMetadata(
+                                              LLVMContext::MD_noalias)))
+    return MRI_NoModRef;
 
-  for (unsigned i = 0, ie = Scopes->getNumOperands(); i != ie; ++i)
-    if (const MDNode *SMD = dyn_cast<MDNode>(Scopes->getOperand(i)))
-      for (unsigned j = 0, je = NoAlias->getNumOperands(); j != je; ++j)
-        if (const MDNode *NAMD = dyn_cast<MDNode>(NoAlias->getOperand(j)))
-          if (!mayAlias(SMD, NAMD))
-            return false;
+  if (!mayAliasInScopes(
+          CS.getInstruction()->getMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope),
+          Loc.AATags.NoAlias))
+    return MRI_NoModRef;
 
-  return true; 
+  return AAResultBase::getModRefInfo(CS, Loc);
 }
 
-AliasAnalysis::AliasResult
-ScopedNoAliasAA::alias(const Location &LocA, const Location &LocB) {
+ModRefInfo ScopedNoAliasAAResult::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS1,
+                                                ImmutableCallSite CS2) {
   if (!EnableScopedNoAlias)
-    return AliasAnalysis::alias(LocA, LocB);
+    return AAResultBase::getModRefInfo(CS1, CS2);
 
-  // Get the attached MDNodes.
-  const MDNode *AScopes = LocA.AATags.Scope,
-               *BScopes = LocB.AATags.Scope;
-
-  const MDNode *ANoAlias = LocA.AATags.NoAlias,
-               *BNoAlias = LocB.AATags.NoAlias;
-
-  if (!mayAliasInScopes(AScopes, BNoAlias))
-    return NoAlias;
+  if (!mayAliasInScopes(
+          CS1.getInstruction()->getMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope),
+          CS2.getInstruction()->getMetadata(LLVMContext::MD_noalias)))
+    return MRI_NoModRef;
 
-  if (!mayAliasInScopes(BScopes, ANoAlias))
-    return NoAlias;
+  if (!mayAliasInScopes(
+          CS2.getInstruction()->getMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope),
+          CS1.getInstruction()->getMetadata(LLVMContext::MD_noalias)))
+    return MRI_NoModRef;
 
-  // If they may alias, chain to the next AliasAnalysis.
-  return AliasAnalysis::alias(LocA, LocB);
+  return AAResultBase::getModRefInfo(CS1, CS2);
 }
 
-bool ScopedNoAliasAA::pointsToConstantMemory(const Location &Loc,
-                                             bool OrLocal) {
-  return AliasAnalysis::pointsToConstantMemory(Loc, OrLocal);
+void ScopedNoAliasAAResult::collectMDInDomain(
+    const MDNode *List, const MDNode *Domain,
+    SmallPtrSetImpl<const MDNode *> &Nodes) const {
+  for (unsigned i = 0, ie = List->getNumOperands(); i != ie; ++i)
+    if (const MDNode *MD = dyn_cast<MDNode>(List->getOperand(i)))
+      if (AliasScopeNode(MD).getDomain() == Domain)
+        Nodes.insert(MD);
 }
 
-AliasAnalysis::ModRefBehavior
-ScopedNoAliasAA::getModRefBehavior(ImmutableCallSite CS) {
-  return AliasAnalysis::getModRefBehavior(CS);
-}
+bool ScopedNoAliasAAResult::mayAliasInScopes(const MDNode *Scopes,
+                                             const MDNode *NoAlias) const {
+  if (!Scopes || !NoAlias)
+    return true;
 
-AliasAnalysis::ModRefBehavior
-ScopedNoAliasAA::getModRefBehavior(const Function *F) {
-  return AliasAnalysis::getModRefBehavior(F);
+  // Collect the set of scope domains relevant to the noalias scopes.
+  SmallPtrSet<const MDNode *, 16> Domains;
+  for (unsigned i = 0, ie = NoAlias->getNumOperands(); i != ie; ++i)
+    if (const MDNode *NAMD = dyn_cast<MDNode>(NoAlias->getOperand(i)))
+      if (const MDNode *Domain = AliasScopeNode(NAMD).getDomain())
+        Domains.insert(Domain);
+
+  // We alias unless, for some domain, the set of noalias scopes in that domain
+  // is a superset of the set of alias scopes in that domain.
+  for (const MDNode *Domain : Domains) {
+    SmallPtrSet<const MDNode *, 16> NANodes, ScopeNodes;
+    collectMDInDomain(NoAlias, Domain, NANodes);
+    collectMDInDomain(Scopes, Domain, ScopeNodes);
+    if (!ScopeNodes.size())
+      continue;
+
+    // To not alias, all of the nodes in ScopeNodes must be in NANodes.
+    bool FoundAll = true;
+    for (const MDNode *SMD : ScopeNodes)
+      if (!NANodes.count(SMD)) {
+        FoundAll = false;
+        break;
+      }
+
+    if (FoundAll)
+      return false;
+  }
+
+  return true;
 }
 
-AliasAnalysis::ModRefResult
-ScopedNoAliasAA::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS, const Location &Loc) {
-  if (!EnableScopedNoAlias)
-    return AliasAnalysis::getModRefInfo(CS, Loc);
+ScopedNoAliasAAResult ScopedNoAliasAA::run(Function &F,
+                                           AnalysisManager<Function> *AM) {
+  return ScopedNoAliasAAResult(AM->getResult<TargetLibraryAnalysis>(F));
+}
 
-  if (!mayAliasInScopes(Loc.AATags.Scope,
-        CS.getInstruction()->getMetadata(LLVMContext::MD_noalias)))
-    return NoModRef;
+char ScopedNoAliasAA::PassID;
 
-  if (!mayAliasInScopes(
-        CS.getInstruction()->getMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope),
-        Loc.AATags.NoAlias))
-    return NoModRef;
+char ScopedNoAliasAAWrapperPass::ID = 0;
+INITIALIZE_PASS_BEGIN(ScopedNoAliasAAWrapperPass, "scoped-noalias",
+                      "Scoped NoAlias Alias Analysis", false, true)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfoWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_END(ScopedNoAliasAAWrapperPass, "scoped-noalias",
+                    "Scoped NoAlias Alias Analysis", false, true)
 
-  return AliasAnalysis::getModRefInfo(CS, Loc);
+ImmutablePass *llvm::createScopedNoAliasAAWrapperPass() {
+  return new ScopedNoAliasAAWrapperPass();
 }
 
-AliasAnalysis::ModRefResult
-ScopedNoAliasAA::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS1, ImmutableCallSite CS2) {
-  if (!EnableScopedNoAlias)
-    return AliasAnalysis::getModRefInfo(CS1, CS2);
-
-  if (!mayAliasInScopes(
-        CS1.getInstruction()->getMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope),
-        CS2.getInstruction()->getMetadata(LLVMContext::MD_noalias)))
-    return NoModRef;
+ScopedNoAliasAAWrapperPass::ScopedNoAliasAAWrapperPass() : ImmutablePass(ID) {
+  initializeScopedNoAliasAAWrapperPassPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
+}
 
-  if (!mayAliasInScopes(
-        CS2.getInstruction()->getMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope),
-        CS1.getInstruction()->getMetadata(LLVMContext::MD_noalias)))
-    return NoModRef;
+bool ScopedNoAliasAAWrapperPass::doInitialization(Module &M) {
+  Result.reset(new ScopedNoAliasAAResult(
+      getAnalysis<TargetLibraryInfoWrapperPass>().getTLI()));
+  return false;
+}
 
-  return AliasAnalysis::getModRefInfo(CS1, CS2);
+bool ScopedNoAliasAAWrapperPass::doFinalization(Module &M) {
+  Result.reset();
+  return false;
 }
 
+void ScopedNoAliasAAWrapperPass::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+  AU.setPreservesAll();
+  AU.addRequired<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
+}