lib/Analysis/BasicAliasAnalysis.cpp

   1 //===- BasicAliasAnalysis.cpp - Stateless Alias Analysis Impl -------------===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
   6 // License. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file defines the primary stateless implementation of the
  11 // Alias Analysis interface that implements identities (two different
  12 // globals cannot alias, etc), but does no stateful analysis.
  13 //
  14 //===----------------------------------------------------------------------===//
  15
  16 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
  17 #include "llvm/Analysis/Passes.h"
  18 #include "llvm/Constants.h"
  19 #include "llvm/DerivedTypes.h"
  20 #include "llvm/Function.h"
  21 #include "llvm/GlobalAlias.h"
  22 #include "llvm/GlobalVariable.h"
  23 #include "llvm/Instructions.h"
  24 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
  25 #include "llvm/LLVMContext.h"
  26 #include "llvm/Operator.h"
  27 #include "llvm/Pass.h"
  28 #include "llvm/Analysis/CaptureTracking.h"
  29 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
  30 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
  31 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
  32 #include "llvm/Target/TargetData.h"
  33 #include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
  34 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
  35 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  36 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  37 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
  38 #include <algorithm>
  39 using namespace llvm;
  40
  41 //===----------------------------------------------------------------------===//
  42 // Useful predicates
  43 //===----------------------------------------------------------------------===//
  44
  45 /// isNonEscapingLocalObject - Return true if the pointer is to a function-local
  46 /// object that never escapes from the function.
  47 static bool isNonEscapingLocalObject(const Value *V) {
  48   // If this is a local allocation, check to see if it escapes.
  49   if (isa<AllocaInst>(V) || isNoAliasCall(V))
  50     // Set StoreCaptures to True so that we can assume in our callers that the
  51     // pointer is not the result of a load instruction. Currently
  52     // PointerMayBeCaptured doesn't have any special analysis for the
  53     // StoreCaptures=false case; if it did, our callers could be refined to be
  54     // more precise.
  55     return !PointerMayBeCaptured(V, false, /*StoreCaptures=*/true);
  56
  57   // If this is an argument that corresponds to a byval or noalias argument,
  58   // then it has not escaped before entering the function.  Check if it escapes
  59   // inside the function.
  60   if (const Argument *A = dyn_cast<Argument>(V))
  61     if (A->hasByValAttr() || A->hasNoAliasAttr()) {
  62       // Don't bother analyzing arguments already known not to escape.
  63       if (A->hasNoCaptureAttr())
  64         return true;
  65       return !PointerMayBeCaptured(V, false, /*StoreCaptures=*/true);
  66     }
  67   return false;
  68 }
  69
  70 /// isEscapeSource - Return true if the pointer is one which would have
  71 /// been considered an escape by isNonEscapingLocalObject.
  72 static bool isEscapeSource(const Value *V) {
  73   if (isa<CallInst>(V) || isa<InvokeInst>(V) || isa<Argument>(V))
  74     return true;
  75
  76   // The load case works because isNonEscapingLocalObject considers all
  77   // stores to be escapes (it passes true for the StoreCaptures argument
  78   // to PointerMayBeCaptured).
  79   if (isa<LoadInst>(V))
  80     return true;
  81
  82   return false;
  83 }
  84
  85 /// getObjectSize - Return the size of the object specified by V, or
  86 /// UnknownSize if unknown.
  87 static uint64_t getObjectSize(const Value *V, const TargetData &TD,
  88                               const TargetLibraryInfo &TLI,
  89                               bool RoundToAlign = false) {
  90   uint64_t Size;
  91   if (getObjectSize(V, Size, &TD, &TLI, RoundToAlign))
  92     return Size;
  93   return AliasAnalysis::UnknownSize;
  94 }
  95
  96 /// isObjectSmallerThan - Return true if we can prove that the object specified
  97 /// by V is smaller than Size.
  98 static bool isObjectSmallerThan(const Value *V, uint64_t Size,
  99                                 const TargetData &TD,
 100                                 const TargetLibraryInfo &TLI) {
 101   // This function needs to use the aligned object size because we allow
 102   // reads a bit past the end given sufficient alignment.
 103   uint64_t ObjectSize = getObjectSize(V, TD, TLI, /*RoundToAlign*/true);
 104
 105   return ObjectSize != AliasAnalysis::UnknownSize && ObjectSize < Size;
 106 }
 107
 108 /// isObjectSize - Return true if we can prove that the object specified
 109 /// by V has size Size.
 110 static bool isObjectSize(const Value *V, uint64_t Size,
 111                          const TargetData &TD, const TargetLibraryInfo &TLI) {
 112   uint64_t ObjectSize = getObjectSize(V, TD, TLI);
 113   return ObjectSize != AliasAnalysis::UnknownSize && ObjectSize == Size;
 114 }
 115
 116 //===----------------------------------------------------------------------===//
 117 // GetElementPtr Instruction Decomposition and Analysis
 118 //===----------------------------------------------------------------------===//
 119
 120 namespace {
 121   enum ExtensionKind {
 122     EK_NotExtended,
 123     EK_SignExt,
 124     EK_ZeroExt
 125   };
 126
 127   struct VariableGEPIndex {
 128     const Value *V;
 129     ExtensionKind Extension;
 130     int64_t Scale;
 131   };
 132 }
 133
 134
 135 /// GetLinearExpression - Analyze the specified value as a linear expression:
 136 /// "A*V + B", where A and B are constant integers.  Return the scale and offset
 137 /// values as APInts and return V as a Value*, and return whether we looked
 138 /// through any sign or zero extends.  The incoming Value is known to have
 139 /// IntegerType and it may already be sign or zero extended.
 140 ///
 141 /// Note that this looks through extends, so the high bits may not be
 142 /// represented in the result.
 143 static Value *GetLinearExpression(Value *V, APInt &Scale, APInt &Offset,
 144                                   ExtensionKind &Extension,
 145                                   const TargetData &TD, unsigned Depth) {
 146   assert(V->getType()->isIntegerTy() && "Not an integer value");
 147
 148   // Limit our recursion depth.
 149   if (Depth == 6) {
 150     Scale = 1;
 151     Offset = 0;
 152     return V;
 153   }
 154
 155   if (BinaryOperator *BOp = dyn_cast<BinaryOperator>(V)) {
 156     if (ConstantInt *RHSC = dyn_cast<ConstantInt>(BOp->getOperand(1))) {
 157       switch (BOp->getOpcode()) {
 158       default: break;
 159       case Instruction::Or:
 160         // X|C == X+C if all the bits in C are unset in X.  Otherwise we can't
 161         // analyze it.
 162         if (!MaskedValueIsZero(BOp->getOperand(0), RHSC->getValue(), &TD))
 163           break;
 164         // FALL THROUGH.
 165       case Instruction::Add:
 166         V = GetLinearExpression(BOp->getOperand(0), Scale, Offset, Extension,
 167                                 TD, Depth+1);
 168         Offset += RHSC->getValue();
 169         return V;
 170       case Instruction::Mul:
 171         V = GetLinearExpression(BOp->getOperand(0), Scale, Offset, Extension,
 172                                 TD, Depth+1);
 173         Offset *= RHSC->getValue();
 174         Scale *= RHSC->getValue();
 175         return V;
 176       case Instruction::Shl:
 177         V = GetLinearExpression(BOp->getOperand(0), Scale, Offset, Extension,
 178                                 TD, Depth+1);
 179         Offset <<= RHSC->getValue().getLimitedValue();
 180         Scale <<= RHSC->getValue().getLimitedValue();
 181         return V;
 182       }
 183     }
 184   }
 185
 186   // Since GEP indices are sign extended anyway, we don't care about the high
 187   // bits of a sign or zero extended value - just scales and offsets.  The
 188   // extensions have to be consistent though.
 189   if ((isa<SExtInst>(V) && Extension != EK_ZeroExt) ||
 190       (isa<ZExtInst>(V) && Extension != EK_SignExt)) {
 191     Value *CastOp = cast<CastInst>(V)->getOperand(0);
 192     unsigned OldWidth = Scale.getBitWidth();
 193     unsigned SmallWidth = CastOp->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
 194     Scale = Scale.trunc(SmallWidth);
 195     Offset = Offset.trunc(SmallWidth);
 196     Extension = isa<SExtInst>(V) ? EK_SignExt : EK_ZeroExt;
 197
 198     Value *Result = GetLinearExpression(CastOp, Scale, Offset, Extension,
 199                                         TD, Depth+1);
 200     Scale = Scale.zext(OldWidth);
 201     Offset = Offset.zext(OldWidth);
 202
 203     return Result;
 204   }
 205
 206   Scale = 1;
 207   Offset = 0;
 208   return V;
 209 }
 210
 211 /// DecomposeGEPExpression - If V is a symbolic pointer expression, decompose it
 212 /// into a base pointer with a constant offset and a number of scaled symbolic
 213 /// offsets.
 214 ///
 215 /// The scaled symbolic offsets (represented by pairs of a Value* and a scale in
 216 /// the VarIndices vector) are Value*'s that are known to be scaled by the
 217 /// specified amount, but which may have other unrepresented high bits. As such,
 218 /// the gep cannot necessarily be reconstructed from its decomposed form.
 219 ///
 220 /// When TargetData is around, this function is capable of analyzing everything
 221 /// that GetUnderlyingObject can look through.  When not, it just looks
 222 /// through pointer casts.
 223 ///
 224 static const Value *
 225 DecomposeGEPExpression(const Value *V, int64_t &BaseOffs,
 226                        SmallVectorImpl<VariableGEPIndex> &VarIndices,
 227                        const TargetData *TD) {
 228   // Limit recursion depth to limit compile time in crazy cases.
 229   unsigned MaxLookup = 6;
 230
 231   BaseOffs = 0;
 232   do {
 233     // See if this is a bitcast or GEP.
 234     const Operator *Op = dyn_cast<Operator>(V);
 235     if (Op == 0) {
 236       // The only non-operator case we can handle are GlobalAliases.
 237       if (const GlobalAlias *GA = dyn_cast<GlobalAlias>(V)) {
 238         if (!GA->mayBeOverridden()) {
 239           V = GA->getAliasee();
 240           continue;
 241         }
 242       }
 243       return V;
 244     }
 245
 246     if (Op->getOpcode() == Instruction::BitCast) {
 247       V = Op->getOperand(0);
 248       continue;
 249     }
 250
 251     const GEPOperator *GEPOp = dyn_cast<GEPOperator>(Op);
 252     if (GEPOp == 0) {
 253       // If it's not a GEP, hand it off to SimplifyInstruction to see if it
 254       // can come up with something. This matches what GetUnderlyingObject does.
 255       if (const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
 256         // TODO: Get a DominatorTree and use it here.
 257         if (const Value *Simplified =
 258               SimplifyInstruction(const_cast<Instruction *>(I), TD)) {
 259           V = Simplified;
 260           continue;
 261         }
 262
 263       return V;
 264     }
 265
 266     // Don't attempt to analyze GEPs over unsized objects.
 267     if (!cast<PointerType>(GEPOp->getOperand(0)->getType())
 268         ->getElementType()->isSized())
 269       return V;
 270
 271     // If we are lacking TargetData information, we can't compute the offets of
 272     // elements computed by GEPs.  However, we can handle bitcast equivalent
 273     // GEPs.
 274     if (TD == 0) {
 275       if (!GEPOp->hasAllZeroIndices())
 276         return V;
 277       V = GEPOp->getOperand(0);
 278       continue;
 279     }
 280
 281     // Walk the indices of the GEP, accumulating them into BaseOff/VarIndices.
 282     gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEPOp);
 283     for (User::const_op_iterator I = GEPOp->op_begin()+1,
 284          E = GEPOp->op_end(); I != E; ++I) {
 285       Value *Index = *I;
 286       // Compute the (potentially symbolic) offset in bytes for this index.
 287       if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI++)) {
 288         // For a struct, add the member offset.
 289         unsigned FieldNo = cast<ConstantInt>(Index)->getZExtValue();
 290         if (FieldNo == 0) continue;
 291
 292         BaseOffs += TD->getStructLayout(STy)->getElementOffset(FieldNo);
 293         continue;
 294       }
 295
 296       // For an array/pointer, add the element offset, explicitly scaled.
 297       if (ConstantInt *CIdx = dyn_cast<ConstantInt>(Index)) {
 298         if (CIdx->isZero()) continue;
 299         BaseOffs += TD->getTypeAllocSize(*GTI)*CIdx->getSExtValue();
 300         continue;
 301       }
 302
 303       uint64_t Scale = TD->getTypeAllocSize(*GTI);
 304       ExtensionKind Extension = EK_NotExtended;
 305
 306       // If the integer type is smaller than the pointer size, it is implicitly
 307       // sign extended to pointer size.
 308       unsigned Width = cast<IntegerType>(Index->getType())->getBitWidth();
 309       if (TD->getPointerSizeInBits() > Width)
 310         Extension = EK_SignExt;
 311
 312       // Use GetLinearExpression to decompose the index into a C1*V+C2 form.
 313       APInt IndexScale(Width, 0), IndexOffset(Width, 0);
 314       Index = GetLinearExpression(Index, IndexScale, IndexOffset, Extension,
 315                                   *TD, 0);
 316
 317       // The GEP index scale ("Scale") scales C1*V+C2, yielding (C1*V+C2)*Scale.
 318       // This gives us an aggregate computation of (C1*Scale)*V + C2*Scale.
 319       BaseOffs += IndexOffset.getSExtValue()*Scale;
 320       Scale *= IndexScale.getSExtValue();
 321
 322
 323       // If we already had an occurrence of this index variable, merge this
 324       // scale into it.  For example, we want to handle:
 325       //   A[x][x] -> x*16 + x*4 -> x*20
 326       // This also ensures that 'x' only appears in the index list once.
 327       for (unsigned i = 0, e = VarIndices.size(); i != e; ++i) {
 328         if (VarIndices[i].V == Index &&
 329             VarIndices[i].Extension == Extension) {
 330           Scale += VarIndices[i].Scale;
 331           VarIndices.erase(VarIndices.begin()+i);
 332           break;
 333         }
 334       }
 335
 336       // Make sure that we have a scale that makes sense for this target's
 337       // pointer size.
 338       if (unsigned ShiftBits = 64-TD->getPointerSizeInBits()) {
 339         Scale <<= ShiftBits;
 340         Scale = (int64_t)Scale >> ShiftBits;
 341       }
 342
 343       if (Scale) {
 344         VariableGEPIndex Entry = {Index, Extension,
 345                                   static_cast<int64_t>(Scale)};
 346         VarIndices.push_back(Entry);
 347       }
 348     }
 349
 350     // Analyze the base pointer next.
 351     V = GEPOp->getOperand(0);
 352   } while (--MaxLookup);
 353
 354   // If the chain of expressions is too deep, just return early.
 355   return V;
 356 }
 357
 358 /// GetIndexDifference - Dest and Src are the variable indices from two
 359 /// decomposed GetElementPtr instructions GEP1 and GEP2 which have common base
 360 /// pointers.  Subtract the GEP2 indices from GEP1 to find the symbolic
 361 /// difference between the two pointers.
 362 static void GetIndexDifference(SmallVectorImpl<VariableGEPIndex> &Dest,
 363                                const SmallVectorImpl<VariableGEPIndex> &Src) {
 364   if (Src.empty()) return;
 365
 366   for (unsigned i = 0, e = Src.size(); i != e; ++i) {
 367     const Value *V = Src[i].V;
 368     ExtensionKind Extension = Src[i].Extension;
 369     int64_t Scale = Src[i].Scale;
 370
 371     // Find V in Dest.  This is N^2, but pointer indices almost never have more
 372     // than a few variable indexes.
 373     for (unsigned j = 0, e = Dest.size(); j != e; ++j) {
 374       if (Dest[j].V != V || Dest[j].Extension != Extension) continue;
 375
 376       // If we found it, subtract off Scale V's from the entry in Dest.  If it
 377       // goes to zero, remove the entry.
 378       if (Dest[j].Scale != Scale)
 379         Dest[j].Scale -= Scale;
 380       else
 381         Dest.erase(Dest.begin()+j);
 382       Scale = 0;
 383       break;
 384     }
 385
 386     // If we didn't consume this entry, add it to the end of the Dest list.
 387     if (Scale) {
 388       VariableGEPIndex Entry = { V, Extension, -Scale };
 389       Dest.push_back(Entry);
 390     }
 391   }
 392 }
 393
 394 //===----------------------------------------------------------------------===//
 395 // BasicAliasAnalysis Pass
 396 //===----------------------------------------------------------------------===//
 397
 398 #ifndef NDEBUG
 399 static const Function *getParent(const Value *V) {
 400   if (const Instruction *inst = dyn_cast<Instruction>(V))
 401     return inst->getParent()->getParent();
 402
 403   if (const Argument *arg = dyn_cast<Argument>(V))
 404     return arg->getParent();
 405
 406   return NULL;
 407 }
 408
 409 static bool notDifferentParent(const Value *O1, const Value *O2) {
 410
 411   const Function *F1 = getParent(O1);
 412   const Function *F2 = getParent(O2);
 413
 414   return !F1 || !F2 || F1 == F2;
 415 }
 416 #endif
 417
 418 namespace {
 419   /// BasicAliasAnalysis - This is the primary alias analysis implementation.
 420   struct BasicAliasAnalysis : public ImmutablePass, public AliasAnalysis {
 421     static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
 422     BasicAliasAnalysis() : ImmutablePass(ID),
 423                            // AliasCache rarely has more than 1 or 2 elements,
 424                            // so start it off fairly small so that clear()
 425                            // doesn't have to tromp through 64 (the default)
 426                            // elements on each alias query. This really wants
 427                            // something like a SmallDenseMap.
 428                            AliasCache(8) {
 429       initializeBasicAliasAnalysisPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 430     }
 431
 432     virtual void initializePass() {
 433       InitializeAliasAnalysis(this);
 434     }
 435
 436     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
 437       AU.addRequired<AliasAnalysis>();
 438       AU.addRequired<TargetLibraryInfo>();
 439     }
 440
 441     virtual AliasResult alias(const Location &LocA,
 442                               const Location &LocB) {
 443       assert(AliasCache.empty() && "AliasCache must be cleared after use!");
 444       assert(notDifferentParent(LocA.Ptr, LocB.Ptr) &&
 445              "BasicAliasAnalysis doesn't support interprocedural queries.");
 446       AliasResult Alias = aliasCheck(LocA.Ptr, LocA.Size, LocA.TBAATag,
 447                                      LocB.Ptr, LocB.Size, LocB.TBAATag);
 448       AliasCache.clear();
 449       return Alias;
 450     }
 451
 452     virtual ModRefResult getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
 453                                        const Location &Loc);
 454
 455     virtual ModRefResult getModRefInfo(ImmutableCallSite CS1,
 456                                        ImmutableCallSite CS2) {
 457       // The AliasAnalysis base class has some smarts, lets use them.
 458       return AliasAnalysis::getModRefInfo(CS1, CS2);
 459     }
 460
 461     /// pointsToConstantMemory - Chase pointers until we find a (constant
 462     /// global) or not.
 463     virtual bool pointsToConstantMemory(const Location &Loc, bool OrLocal);
 464
 465     /// getModRefBehavior - Return the behavior when calling the given
 466     /// call site.
 467     virtual ModRefBehavior getModRefBehavior(ImmutableCallSite CS);
 468
 469     /// getModRefBehavior - Return the behavior when calling the given function.
 470     /// For use when the call site is not known.
 471     virtual ModRefBehavior getModRefBehavior(const Function *F);
 472
 473     /// getAdjustedAnalysisPointer - This method is used when a pass implements
 474     /// an analysis interface through multiple inheritance.  If needed, it
 475     /// should override this to adjust the this pointer as needed for the
 476     /// specified pass info.
 477     virtual void *getAdjustedAnalysisPointer(const void *ID) {
 478       if (ID == &AliasAnalysis::ID)
 479         return (AliasAnalysis*)this;
 480       return this;
 481     }
 482
 483   private:
 484     // AliasCache - Track alias queries to guard against recursion.
 485     typedef std::pair<Location, Location> LocPair;
 486     typedef DenseMap<LocPair, AliasResult> AliasCacheTy;
 487     AliasCacheTy AliasCache;
 488
 489     // Visited - Track instructions visited by pointsToConstantMemory.
 490     SmallPtrSet<const Value*, 16> Visited;
 491
 492     // aliasGEP - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a GEP
 493     // instruction against another.
 494     AliasResult aliasGEP(const GEPOperator *V1, uint64_t V1Size,
 495                          const Value *V2, uint64_t V2Size,
 496                          const MDNode *V2TBAAInfo,
 497                          const Value *UnderlyingV1, const Value *UnderlyingV2);
 498
 499     // aliasPHI - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a PHI
 500     // instruction against another.
 501     AliasResult aliasPHI(const PHINode *PN, uint64_t PNSize,
 502                          const MDNode *PNTBAAInfo,
 503                          const Value *V2, uint64_t V2Size,
 504                          const MDNode *V2TBAAInfo);
 505
 506     /// aliasSelect - Disambiguate a Select instruction against another value.
 507     AliasResult aliasSelect(const SelectInst *SI, uint64_t SISize,
 508                             const MDNode *SITBAAInfo,
 509                             const Value *V2, uint64_t V2Size,
 510                             const MDNode *V2TBAAInfo);
 511
 512     AliasResult aliasCheck(const Value *V1, uint64_t V1Size,
 513                            const MDNode *V1TBAATag,
 514                            const Value *V2, uint64_t V2Size,
 515                            const MDNode *V2TBAATag);
 516   };
 517 }  // End of anonymous namespace
 518
 519 // Register this pass...
 520 char BasicAliasAnalysis::ID = 0;
 521 INITIALIZE_AG_PASS_BEGIN(BasicAliasAnalysis, AliasAnalysis, "basicaa",
 522                    "Basic Alias Analysis (stateless AA impl)",
 523                    false, true, false)
 524 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfo)
 525 INITIALIZE_AG_PASS_END(BasicAliasAnalysis, AliasAnalysis, "basicaa",
 526                    "Basic Alias Analysis (stateless AA impl)",
 527                    false, true, false)
 528
 529
 530 ImmutablePass *llvm::createBasicAliasAnalysisPass() {
 531   return new BasicAliasAnalysis();
 532 }
 533
 534 /// pointsToConstantMemory - Returns whether the given pointer value
 535 /// points to memory that is local to the function, with global constants being
 536 /// considered local to all functions.
 537 bool
 538 BasicAliasAnalysis::pointsToConstantMemory(const Location &Loc, bool OrLocal) {
 539   assert(Visited.empty() && "Visited must be cleared after use!");
 540
 541   unsigned MaxLookup = 8;
 542   SmallVector<const Value *, 16> Worklist;
 543   Worklist.push_back(Loc.Ptr);
 544   do {
 545     const Value *V = GetUnderlyingObject(Worklist.pop_back_val(), TD);
 546     if (!Visited.insert(V)) {
 547       Visited.clear();
 548       return AliasAnalysis::pointsToConstantMemory(Loc, OrLocal);
 549     }
 550
 551     // An alloca instruction defines local memory.
 552     if (OrLocal && isa<AllocaInst>(V))
 553       continue;
 554
 555     // A global constant counts as local memory for our purposes.
 556     if (const GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V)) {
 557       // Note: this doesn't require GV to be "ODR" because it isn't legal for a
 558       // global to be marked constant in some modules and non-constant in
 559       // others.  GV may even be a declaration, not a definition.
 560       if (!GV->isConstant()) {
 561         Visited.clear();
 562         return AliasAnalysis::pointsToConstantMemory(Loc, OrLocal);
 563       }
 564       continue;
 565     }
 566
 567     // If both select values point to local memory, then so does the select.
 568     if (const SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(V)) {
 569       Worklist.push_back(SI->getTrueValue());
 570       Worklist.push_back(SI->getFalseValue());
 571       continue;
 572     }
 573
 574     // If all values incoming to a phi node point to local memory, then so does
 575     // the phi.
 576     if (const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(V)) {
 577       // Don't bother inspecting phi nodes with many operands.
 578       if (PN->getNumIncomingValues() > MaxLookup) {
 579         Visited.clear();
 580         return AliasAnalysis::pointsToConstantMemory(Loc, OrLocal);
 581       }
 582       for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
 583         Worklist.push_back(PN->getIncomingValue(i));
 584       continue;
 585     }
 586
 587     // Otherwise be conservative.
 588     Visited.clear();
 589     return AliasAnalysis::pointsToConstantMemory(Loc, OrLocal);
 590
 591   } while (!Worklist.empty() && --MaxLookup);
 592
 593   Visited.clear();
 594   return Worklist.empty();
 595 }
 596
 597 /// getModRefBehavior - Return the behavior when calling the given call site.
 598 AliasAnalysis::ModRefBehavior
 599 BasicAliasAnalysis::getModRefBehavior(ImmutableCallSite CS) {
 600   if (CS.doesNotAccessMemory())
 601     // Can't do better than this.
 602     return DoesNotAccessMemory;
 603
 604   ModRefBehavior Min = UnknownModRefBehavior;
 605
 606   // If the callsite knows it only reads memory, don't return worse
 607   // than that.
 608   if (CS.onlyReadsMemory())
 609     Min = OnlyReadsMemory;
 610
 611   // The AliasAnalysis base class has some smarts, lets use them.
 612   return ModRefBehavior(AliasAnalysis::getModRefBehavior(CS) & Min);
 613 }
 614
 615 /// getModRefBehavior - Return the behavior when calling the given function.
 616 /// For use when the call site is not known.
 617 AliasAnalysis::ModRefBehavior
 618 BasicAliasAnalysis::getModRefBehavior(const Function *F) {
 619   // If the function declares it doesn't access memory, we can't do better.
 620   if (F->doesNotAccessMemory())
 621     return DoesNotAccessMemory;
 622
 623   // For intrinsics, we can check the table.
 624   if (unsigned iid = F->getIntrinsicID()) {
 625 #define GET_INTRINSIC_MODREF_BEHAVIOR
 626 #include "llvm/Intrinsics.gen"
 627 #undef GET_INTRINSIC_MODREF_BEHAVIOR
 628   }
 629
 630   ModRefBehavior Min = UnknownModRefBehavior;
 631
 632   // If the function declares it only reads memory, go with that.
 633   if (F->onlyReadsMemory())
 634     Min = OnlyReadsMemory;
 635
 636   // Otherwise be conservative.
 637   return ModRefBehavior(AliasAnalysis::getModRefBehavior(F) & Min);
 638 }
 639
 640 /// getModRefInfo - Check to see if the specified callsite can clobber the
 641 /// specified memory object.  Since we only look at local properties of this
 642 /// function, we really can't say much about this query.  We do, however, use
 643 /// simple "address taken" analysis on local objects.
 644 AliasAnalysis::ModRefResult
 645 BasicAliasAnalysis::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
 646                                   const Location &Loc) {
 647   assert(notDifferentParent(CS.getInstruction(), Loc.Ptr) &&
 648          "AliasAnalysis query involving multiple functions!");
 649
 650   const Value *Object = GetUnderlyingObject(Loc.Ptr, TD);
 651
 652   // If this is a tail call and Loc.Ptr points to a stack location, we know that
 653   // the tail call cannot access or modify the local stack.
 654   // We cannot exclude byval arguments here; these belong to the caller of
 655   // the current function not to the current function, and a tail callee
 656   // may reference them.
 657   if (isa<AllocaInst>(Object))
 658     if (const CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(CS.getInstruction()))
 659       if (CI->isTailCall())
 660         return NoModRef;
 661
 662   // If the pointer is to a locally allocated object that does not escape,
 663   // then the call can not mod/ref the pointer unless the call takes the pointer
 664   // as an argument, and itself doesn't capture it.
 665   if (!isa<Constant>(Object) && CS.getInstruction() != Object &&
 666       isNonEscapingLocalObject(Object)) {
 667     bool PassedAsArg = false;
 668     unsigned ArgNo = 0;
 669     for (ImmutableCallSite::arg_iterator CI = CS.arg_begin(), CE = CS.arg_end();
 670          CI != CE; ++CI, ++ArgNo) {
 671       // Only look at the no-capture or byval pointer arguments.  If this
 672       // pointer were passed to arguments that were neither of these, then it
 673       // couldn't be no-capture.
 674       if (!(*CI)->getType()->isPointerTy() ||
 675           (!CS.doesNotCapture(ArgNo) && !CS.isByValArgument(ArgNo)))
 676         continue;
 677
 678       // If this is a no-capture pointer argument, see if we can tell that it
 679       // is impossible to alias the pointer we're checking.  If not, we have to
 680       // assume that the call could touch the pointer, even though it doesn't
 681       // escape.
 682       if (!isNoAlias(Location(*CI), Location(Object))) {
 683         PassedAsArg = true;
 684         break;
 685       }
 686     }
 687
 688     if (!PassedAsArg)
 689       return NoModRef;
 690   }
 691
 692   const TargetLibraryInfo &TLI = getAnalysis<TargetLibraryInfo>();
 693   ModRefResult Min = ModRef;
 694
 695   // Finally, handle specific knowledge of intrinsics.
 696   const IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(CS.getInstruction());
 697   if (II != 0)
 698     switch (II->getIntrinsicID()) {
 699     default: break;
 700     case Intrinsic::memcpy:
 701     case Intrinsic::memmove: {
 702       uint64_t Len = UnknownSize;
 703       if (ConstantInt *LenCI = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(2)))
 704         Len = LenCI->getZExtValue();
 705       Value *Dest = II->getArgOperand(0);
 706       Value *Src = II->getArgOperand(1);
 707       // If it can't overlap the source dest, then it doesn't modref the loc.
 708       if (isNoAlias(Location(Dest, Len), Loc)) {
 709         if (isNoAlias(Location(Src, Len), Loc))
 710           return NoModRef;
 711         // If it can't overlap the dest, then worst case it reads the loc.
 712         Min = Ref;
 713       } else if (isNoAlias(Location(Src, Len), Loc)) {
 714         // If it can't overlap the source, then worst case it mutates the loc.
 715         Min = Mod;
 716       }
 717       break;
 718     }
 719     case Intrinsic::memset:
 720       // Since memset is 'accesses arguments' only, the AliasAnalysis base class
 721       // will handle it for the variable length case.
 722       if (ConstantInt *LenCI = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(2))) {
 723         uint64_t Len = LenCI->getZExtValue();
 724         Value *Dest = II->getArgOperand(0);
 725         if (isNoAlias(Location(Dest, Len), Loc))
 726           return NoModRef;
 727       }
 728       // We know that memset doesn't load anything.
 729       Min = Mod;
 730       break;
 731     case Intrinsic::lifetime_start:
 732     case Intrinsic::lifetime_end:
 733     case Intrinsic::invariant_start: {
 734       uint64_t PtrSize =
 735         cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(0))->getZExtValue();
 736       if (isNoAlias(Location(II->getArgOperand(1),
 737                              PtrSize,
 738                              II->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa)),
 739                     Loc))
 740         return NoModRef;
 741       break;
 742     }
 743     case Intrinsic::invariant_end: {
 744       uint64_t PtrSize =
 745         cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(1))->getZExtValue();
 746       if (isNoAlias(Location(II->getArgOperand(2),
 747                              PtrSize,
 748                              II->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa)),
 749                     Loc))
 750         return NoModRef;
 751       break;
 752     }
 753     case Intrinsic::arm_neon_vld1: {
 754       // LLVM's vld1 and vst1 intrinsics currently only support a single
 755       // vector register.
 756       uint64_t Size =
 757         TD ? TD->getTypeStoreSize(II->getType()) : UnknownSize;
 758       if (isNoAlias(Location(II->getArgOperand(0), Size,
 759                              II->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa)),
 760                     Loc))
 761         return NoModRef;
 762       break;
 763     }
 764     case Intrinsic::arm_neon_vst1: {
 765       uint64_t Size =
 766         TD ? TD->getTypeStoreSize(II->getArgOperand(1)->getType()) : UnknownSize;
 767       if (isNoAlias(Location(II->getArgOperand(0), Size,
 768                              II->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa)),
 769                     Loc))
 770         return NoModRef;
 771       break;
 772     }
 773     }
 774
 775   // We can bound the aliasing properties of memset_pattern16 just as we can
 776   // for memcpy/memset.  This is particularly important because the
 777   // LoopIdiomRecognizer likes to turn loops into calls to memset_pattern16
 778   // whenever possible.
 779   else if (TLI.has(LibFunc::memset_pattern16) &&
 780            CS.getCalledFunction() &&
 781            CS.getCalledFunction()->getName() == "memset_pattern16") {
 782     const Function *MS = CS.getCalledFunction();
 783     FunctionType *MemsetType = MS->getFunctionType();
 784     if (!MemsetType->isVarArg() && MemsetType->getNumParams() == 3 &&
 785         isa<PointerType>(MemsetType->getParamType(0)) &&
 786         isa<PointerType>(MemsetType->getParamType(1)) &&
 787         isa<IntegerType>(MemsetType->getParamType(2))) {
 788       uint64_t Len = UnknownSize;
 789       if (const ConstantInt *LenCI = dyn_cast<ConstantInt>(CS.getArgument(2)))
 790         Len = LenCI->getZExtValue();
 791       const Value *Dest = CS.getArgument(0);
 792       const Value *Src = CS.getArgument(1);
 793       // If it can't overlap the source dest, then it doesn't modref the loc.
 794       if (isNoAlias(Location(Dest, Len), Loc)) {
 795         // Always reads 16 bytes of the source.
 796         if (isNoAlias(Location(Src, 16), Loc))
 797           return NoModRef;
 798         // If it can't overlap the dest, then worst case it reads the loc.
 799         Min = Ref;
 800       // Always reads 16 bytes of the source.
 801       } else if (isNoAlias(Location(Src, 16), Loc)) {
 802         // If it can't overlap the source, then worst case it mutates the loc.
 803         Min = Mod;
 804       }
 805     }
 806   }
 807
 808   // The AliasAnalysis base class has some smarts, lets use them.
 809   return ModRefResult(AliasAnalysis::getModRefInfo(CS, Loc) & Min);
 810 }
 811
 812 /// aliasGEP - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a GEP instruction
 813 /// against another pointer.  We know that V1 is a GEP, but we don't know
 814 /// anything about V2.  UnderlyingV1 is GetUnderlyingObject(GEP1, TD),
 815 /// UnderlyingV2 is the same for V2.
 816 ///
 817 AliasAnalysis::AliasResult
 818 BasicAliasAnalysis::aliasGEP(const GEPOperator *GEP1, uint64_t V1Size,
 819                              const Value *V2, uint64_t V2Size,
 820                              const MDNode *V2TBAAInfo,
 821                              const Value *UnderlyingV1,
 822                              const Value *UnderlyingV2) {
 823   int64_t GEP1BaseOffset;
 824   SmallVector<VariableGEPIndex, 4> GEP1VariableIndices;
 825
 826   // If we have two gep instructions with must-alias'ing base pointers, figure
 827   // out if the indexes to the GEP tell us anything about the derived pointer.
 828   if (const GEPOperator *GEP2 = dyn_cast<GEPOperator>(V2)) {
 829     // Do the base pointers alias?
 830     AliasResult BaseAlias = aliasCheck(UnderlyingV1, UnknownSize, 0,
 831                                        UnderlyingV2, UnknownSize, 0);
 832
 833     // If we get a No or May, then return it immediately, no amount of analysis
 834     // will improve this situation.
 835     if (BaseAlias != MustAlias) return BaseAlias;
 836
 837     // Otherwise, we have a MustAlias.  Since the base pointers alias each other
 838     // exactly, see if the computed offset from the common pointer tells us
 839     // about the relation of the resulting pointer.
 840     const Value *GEP1BasePtr =
 841       DecomposeGEPExpression(GEP1, GEP1BaseOffset, GEP1VariableIndices, TD);
 842
 843     int64_t GEP2BaseOffset;
 844     SmallVector<VariableGEPIndex, 4> GEP2VariableIndices;
 845     const Value *GEP2BasePtr =
 846       DecomposeGEPExpression(GEP2, GEP2BaseOffset, GEP2VariableIndices, TD);
 847
 848     // If DecomposeGEPExpression isn't able to look all the way through the
 849     // addressing operation, we must not have TD and this is too complex for us
 850     // to handle without it.
 851     if (GEP1BasePtr != UnderlyingV1 || GEP2BasePtr != UnderlyingV2) {
 852       assert(TD == 0 &&
 853              "DecomposeGEPExpression and GetUnderlyingObject disagree!");
 854       return MayAlias;
 855     }
 856
 857     // Subtract the GEP2 pointer from the GEP1 pointer to find out their
 858     // symbolic difference.
 859     GEP1BaseOffset -= GEP2BaseOffset;
 860     GetIndexDifference(GEP1VariableIndices, GEP2VariableIndices);
 861
 862   } else {
 863     // Check to see if these two pointers are related by the getelementptr
 864     // instruction.  If one pointer is a GEP with a non-zero index of the other
 865     // pointer, we know they cannot alias.
 866
 867     // If both accesses are unknown size, we can't do anything useful here.
 868     if (V1Size == UnknownSize && V2Size == UnknownSize)
 869       return MayAlias;
 870
 871     AliasResult R = aliasCheck(UnderlyingV1, UnknownSize, 0,
 872                                V2, V2Size, V2TBAAInfo);
 873     if (R != MustAlias)
 874       // If V2 may alias GEP base pointer, conservatively returns MayAlias.
 875       // If V2 is known not to alias GEP base pointer, then the two values
 876       // cannot alias per GEP semantics: "A pointer value formed from a
 877       // getelementptr instruction is associated with the addresses associated
 878       // with the first operand of the getelementptr".
 879       return R;
 880
 881     const Value *GEP1BasePtr =
 882       DecomposeGEPExpression(GEP1, GEP1BaseOffset, GEP1VariableIndices, TD);
 883
 884     // If DecomposeGEPExpression isn't able to look all the way through the
 885     // addressing operation, we must not have TD and this is too complex for us
 886     // to handle without it.
 887     if (GEP1BasePtr != UnderlyingV1) {
 888       assert(TD == 0 &&
 889              "DecomposeGEPExpression and GetUnderlyingObject disagree!");
 890       return MayAlias;
 891     }
 892   }
 893
 894   // In the two GEP Case, if there is no difference in the offsets of the
 895   // computed pointers, the resultant pointers are a must alias.  This
 896   // hapens when we have two lexically identical GEP's (for example).
 897   //
 898   // In the other case, if we have getelementptr <ptr>, 0, 0, 0, 0, ... and V2
 899   // must aliases the GEP, the end result is a must alias also.
 900   if (GEP1BaseOffset == 0 && GEP1VariableIndices.empty())
 901     return MustAlias;
 902
 903   // If there is a constant difference between the pointers, but the difference
 904   // is less than the size of the associated memory object, then we know
 905   // that the objects are partially overlapping.  If the difference is
 906   // greater, we know they do not overlap.
 907   if (GEP1BaseOffset != 0 && GEP1VariableIndices.empty()) {
 908     if (GEP1BaseOffset >= 0) {
 909       if (V2Size != UnknownSize) {
 910         if ((uint64_t)GEP1BaseOffset < V2Size)
 911           return PartialAlias;
 912         return NoAlias;
 913       }
 914     } else {
 915       if (V1Size != UnknownSize) {
 916         if (-(uint64_t)GEP1BaseOffset < V1Size)
 917           return PartialAlias;
 918         return NoAlias;
 919       }
 920     }
 921   }
 922
 923   // Try to distinguish something like &A[i][1] against &A[42][0].
 924   // Grab the least significant bit set in any of the scales.
 925   if (!GEP1VariableIndices.empty()) {
 926     uint64_t Modulo = 0;
 927     for (unsigned i = 0, e = GEP1VariableIndices.size(); i != e; ++i)
 928       Modulo |= (uint64_t)GEP1VariableIndices[i].Scale;
 929     Modulo = Modulo ^ (Modulo & (Modulo - 1));
 930
 931     // We can compute the difference between the two addresses
 932     // mod Modulo. Check whether that difference guarantees that the
 933     // two locations do not alias.
 934     uint64_t ModOffset = (uint64_t)GEP1BaseOffset & (Modulo - 1);
 935     if (V1Size != UnknownSize && V2Size != UnknownSize &&
 936         ModOffset >= V2Size && V1Size <= Modulo - ModOffset)
 937       return NoAlias;
 938   }
 939
 940   // Statically, we can see that the base objects are the same, but the
 941   // pointers have dynamic offsets which we can't resolve. And none of our
 942   // little tricks above worked.
 943   //
 944   // TODO: Returning PartialAlias instead of MayAlias is a mild hack; the
 945   // practical effect of this is protecting TBAA in the case of dynamic
 946   // indices into arrays of unions or malloc'd memory.
 947   return PartialAlias;
 948 }
 949
 950 static AliasAnalysis::AliasResult
 951 MergeAliasResults(AliasAnalysis::AliasResult A, AliasAnalysis::AliasResult B) {
 952   // If the results agree, take it.
 953   if (A == B)
 954     return A;
 955   // A mix of PartialAlias and MustAlias is PartialAlias.
 956   if ((A == AliasAnalysis::PartialAlias && B == AliasAnalysis::MustAlias) ||
 957       (B == AliasAnalysis::PartialAlias && A == AliasAnalysis::MustAlias))
 958     return AliasAnalysis::PartialAlias;
 959   // Otherwise, we don't know anything.
 960   return AliasAnalysis::MayAlias;
 961 }
 962
 963 /// aliasSelect - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a Select
 964 /// instruction against another.
 965 AliasAnalysis::AliasResult
 966 BasicAliasAnalysis::aliasSelect(const SelectInst *SI, uint64_t SISize,
 967                                 const MDNode *SITBAAInfo,
 968                                 const Value *V2, uint64_t V2Size,
 969                                 const MDNode *V2TBAAInfo) {
 970   // If the values are Selects with the same condition, we can do a more precise
 971   // check: just check for aliases between the values on corresponding arms.
 972   if (const SelectInst *SI2 = dyn_cast<SelectInst>(V2))
 973     if (SI->getCondition() == SI2->getCondition()) {
 974       AliasResult Alias =
 975         aliasCheck(SI->getTrueValue(), SISize, SITBAAInfo,
 976                    SI2->getTrueValue(), V2Size, V2TBAAInfo);
 977       if (Alias == MayAlias)
 978         return MayAlias;
 979       AliasResult ThisAlias =
 980         aliasCheck(SI->getFalseValue(), SISize, SITBAAInfo,
 981                    SI2->getFalseValue(), V2Size, V2TBAAInfo);
 982       return MergeAliasResults(ThisAlias, Alias);
 983     }
 984
 985   // If both arms of the Select node NoAlias or MustAlias V2, then returns
 986   // NoAlias / MustAlias. Otherwise, returns MayAlias.
 987   AliasResult Alias =
 988     aliasCheck(V2, V2Size, V2TBAAInfo, SI->getTrueValue(), SISize, SITBAAInfo);
 989   if (Alias == MayAlias)
 990     return MayAlias;
 991
 992   AliasResult ThisAlias =
 993     aliasCheck(V2, V2Size, V2TBAAInfo, SI->getFalseValue(), SISize, SITBAAInfo);
 994   return MergeAliasResults(ThisAlias, Alias);
 995 }
 996
 997 // aliasPHI - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a PHI instruction
 998 // against another.
 999 AliasAnalysis::AliasResult
1000 BasicAliasAnalysis::aliasPHI(const PHINode *PN, uint64_t PNSize,
1001                              const MDNode *PNTBAAInfo,
1002                              const Value *V2, uint64_t V2Size,
1003                              const MDNode *V2TBAAInfo) {
1004   // If the values are PHIs in the same block, we can do a more precise
1005   // as well as efficient check: just check for aliases between the values
1006   // on corresponding edges.
1007   if (const PHINode *PN2 = dyn_cast<PHINode>(V2))
1008     if (PN2->getParent() == PN->getParent()) {
1009       AliasResult Alias =
1010         aliasCheck(PN->getIncomingValue(0), PNSize, PNTBAAInfo,
1011                    PN2->getIncomingValueForBlock(PN->getIncomingBlock(0)),
1012                    V2Size, V2TBAAInfo);
1013       if (Alias == MayAlias)
1014         return MayAlias;
1015       for (unsigned i = 1, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
1016         AliasResult ThisAlias =
1017           aliasCheck(PN->getIncomingValue(i), PNSize, PNTBAAInfo,
1018                      PN2->getIncomingValueForBlock(PN->getIncomingBlock(i)),
1019                      V2Size, V2TBAAInfo);
1020         Alias = MergeAliasResults(ThisAlias, Alias);
1021         if (Alias == MayAlias)
1022           break;
1023       }
1024       return Alias;
1025     }
1026
1027   SmallPtrSet<Value*, 4> UniqueSrc;
1028   SmallVector<Value*, 4> V1Srcs;
1029   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
1030     Value *PV1 = PN->getIncomingValue(i);
1031     if (isa<PHINode>(PV1))
1032       // If any of the source itself is a PHI, return MayAlias conservatively
1033       // to avoid compile time explosion. The worst possible case is if both
1034       // sides are PHI nodes. In which case, this is O(m x n) time where 'm'
1035       // and 'n' are the number of PHI sources.
1036       return MayAlias;
1037     if (UniqueSrc.insert(PV1))
1038       V1Srcs.push_back(PV1);
1039   }
1040
1041   AliasResult Alias = aliasCheck(V2, V2Size, V2TBAAInfo,
1042                                  V1Srcs[0], PNSize, PNTBAAInfo);
1043   // Early exit if the check of the first PHI source against V2 is MayAlias.
1044   // Other results are not possible.
1045   if (Alias == MayAlias)
1046     return MayAlias;
1047
1048   // If all sources of the PHI node NoAlias or MustAlias V2, then returns
1049   // NoAlias / MustAlias. Otherwise, returns MayAlias.
1050   for (unsigned i = 1, e = V1Srcs.size(); i != e; ++i) {
1051     Value *V = V1Srcs[i];
1052
1053     AliasResult ThisAlias = aliasCheck(V2, V2Size, V2TBAAInfo,
1054                                        V, PNSize, PNTBAAInfo);
1055     Alias = MergeAliasResults(ThisAlias, Alias);
1056     if (Alias == MayAlias)
1057       break;
1058   }
1059
1060   return Alias;
1061 }
1062
1063 // aliasCheck - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate in common cases,
1064 // such as array references.
1065 //
1066 AliasAnalysis::AliasResult
1067 BasicAliasAnalysis::aliasCheck(const Value *V1, uint64_t V1Size,
1068                                const MDNode *V1TBAAInfo,
1069                                const Value *V2, uint64_t V2Size,
1070                                const MDNode *V2TBAAInfo) {
1071   // If either of the memory references is empty, it doesn't matter what the
1072   // pointer values are.
1073   if (V1Size == 0 || V2Size == 0)
1074     return NoAlias;
1075
1076   // Strip off any casts if they exist.
1077   V1 = V1->stripPointerCasts();
1078   V2 = V2->stripPointerCasts();
1079
1080   // Are we checking for alias of the same value?
1081   if (V1 == V2) return MustAlias;
1082
1083   if (!V1->getType()->isPointerTy() || !V2->getType()->isPointerTy())
1084     return NoAlias;  // Scalars cannot alias each other
1085
1086   // Figure out what objects these things are pointing to if we can.
1087   const Value *O1 = GetUnderlyingObject(V1, TD);
1088   const Value *O2 = GetUnderlyingObject(V2, TD);
1089
1090   // Null values in the default address space don't point to any object, so they
1091   // don't alias any other pointer.
1092   if (const ConstantPointerNull *CPN = dyn_cast<ConstantPointerNull>(O1))
1093     if (CPN->getType()->getAddressSpace() == 0)
1094       return NoAlias;
1095   if (const ConstantPointerNull *CPN = dyn_cast<ConstantPointerNull>(O2))
1096     if (CPN->getType()->getAddressSpace() == 0)
1097       return NoAlias;
1098
1099   if (O1 != O2) {
1100     // If V1/V2 point to two different objects we know that we have no alias.
1101     if (isIdentifiedObject(O1) && isIdentifiedObject(O2))
1102       return NoAlias;
1103
1104     // Constant pointers can't alias with non-const isIdentifiedObject objects.
1105     if ((isa<Constant>(O1) && isIdentifiedObject(O2) && !isa<Constant>(O2)) ||
1106         (isa<Constant>(O2) && isIdentifiedObject(O1) && !isa<Constant>(O1)))
1107       return NoAlias;
1108
1109     // Arguments can't alias with local allocations or noalias calls
1110     // in the same function.
1111     if (((isa<Argument>(O1) && (isa<AllocaInst>(O2) || isNoAliasCall(O2))) ||
1112          (isa<Argument>(O2) && (isa<AllocaInst>(O1) || isNoAliasCall(O1)))))
1113       return NoAlias;
1114
1115     // Most objects can't alias null.
1116     if ((isa<ConstantPointerNull>(O2) && isKnownNonNull(O1)) ||
1117         (isa<ConstantPointerNull>(O1) && isKnownNonNull(O2)))
1118       return NoAlias;
1119
1120     // If one pointer is the result of a call/invoke or load and the other is a
1121     // non-escaping local object within the same function, then we know the
1122     // object couldn't escape to a point where the call could return it.
1123     //
1124     // Note that if the pointers are in different functions, there are a
1125     // variety of complications. A call with a nocapture argument may still
1126     // temporary store the nocapture argument's value in a temporary memory
1127     // location if that memory location doesn't escape. Or it may pass a
1128     // nocapture value to other functions as long as they don't capture it.
1129     if (isEscapeSource(O1) && isNonEscapingLocalObject(O2))
1130       return NoAlias;
1131     if (isEscapeSource(O2) && isNonEscapingLocalObject(O1))
1132       return NoAlias;
1133   }
1134
1135   // If the size of one access is larger than the entire object on the other
1136   // side, then we know such behavior is undefined and can assume no alias.
1137   if (TD)
1138     if ((V1Size != UnknownSize && isObjectSmallerThan(O2, V1Size, *TD, *TLI)) ||
1139         (V2Size != UnknownSize && isObjectSmallerThan(O1, V2Size, *TD, *TLI)))
1140       return NoAlias;
1141
1142   // Check the cache before climbing up use-def chains. This also terminates
1143   // otherwise infinitely recursive queries.
1144   LocPair Locs(Location(V1, V1Size, V1TBAAInfo),
1145                Location(V2, V2Size, V2TBAAInfo));
1146   if (V1 > V2)
1147     std::swap(Locs.first, Locs.second);
1148   std::pair<AliasCacheTy::iterator, bool> Pair =
1149     AliasCache.insert(std::make_pair(Locs, MayAlias));
1150   if (!Pair.second)
1151     return Pair.first->second;
1152
1153   // FIXME: This isn't aggressively handling alias(GEP, PHI) for example: if the
1154   // GEP can't simplify, we don't even look at the PHI cases.
1155   if (!isa<GEPOperator>(V1) && isa<GEPOperator>(V2)) {
1156     std::swap(V1, V2);
1157     std::swap(V1Size, V2Size);
1158     std::swap(O1, O2);
1159   }
1160   if (const GEPOperator *GV1 = dyn_cast<GEPOperator>(V1)) {
1161     AliasResult Result = aliasGEP(GV1, V1Size, V2, V2Size, V2TBAAInfo, O1, O2);
1162     if (Result != MayAlias) return AliasCache[Locs] = Result;
1163   }
1164
1165   if (isa<PHINode>(V2) && !isa<PHINode>(V1)) {
1166     std::swap(V1, V2);
1167     std::swap(V1Size, V2Size);
1168   }
1169   if (const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(V1)) {
1170     AliasResult Result = aliasPHI(PN, V1Size, V1TBAAInfo,
1171                                   V2, V2Size, V2TBAAInfo);
1172     if (Result != MayAlias) return AliasCache[Locs] = Result;
1173   }
1174
1175   if (isa<SelectInst>(V2) && !isa<SelectInst>(V1)) {
1176     std::swap(V1, V2);
1177     std::swap(V1Size, V2Size);
1178   }
1179   if (const SelectInst *S1 = dyn_cast<SelectInst>(V1)) {
1180     AliasResult Result = aliasSelect(S1, V1Size, V1TBAAInfo,
1181                                      V2, V2Size, V2TBAAInfo);
1182     if (Result != MayAlias) return AliasCache[Locs] = Result;
1183   }
1184
1185   // If both pointers are pointing into the same object and one of them
1186   // accesses is accessing the entire object, then the accesses must
1187   // overlap in some way.
1188   if (TD && O1 == O2)
1189     if ((V1Size != UnknownSize && isObjectSize(O1, V1Size, *TD, *TLI)) ||
1190         (V2Size != UnknownSize && isObjectSize(O2, V2Size, *TD, *TLI)))
1191       return AliasCache[Locs] = PartialAlias;
1192
1193   AliasResult Result =
1194     AliasAnalysis::alias(Location(V1, V1Size, V1TBAAInfo),
1195                          Location(V2, V2Size, V2TBAAInfo));
1196   return AliasCache[Locs] = Result;
1197 }