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/ADT/SmallPtrSet.h"
  34 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
  35 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
  36 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
  37 #include <algorithm>
  38 using namespace llvm;
  39
  40 //===----------------------------------------------------------------------===//
  41 // Useful predicates
  42 //===----------------------------------------------------------------------===//
  43
  44 /// isKnownNonNull - Return true if we know that the specified value is never
  45 /// null.
  46 static bool isKnownNonNull(const Value *V) {
  47   // Alloca never returns null, malloc might.
  48   if (isa<AllocaInst>(V)) return true;
  49
  50   // A byval argument is never null.
  51   if (const Argument *A = dyn_cast<Argument>(V))
  52     return A->hasByValAttr();
  53
  54   // Global values are not null unless extern weak.
  55   if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V))
  56     return !GV->hasExternalWeakLinkage();
  57   return false;
  58 }
  59
  60 /// areAllUsesInOneFunction - Return true if all the uses of the given value
  61 /// are in the same function. Note that this returns false if any of the uses
  62 /// are from non-instruction values.
  63 static bool areAllUsesInOneFunction(const Value *V) {
  64   const llvm::Function *Fn = 0;
  65
  66   for (Value::const_use_iterator UI = V->use_begin(), E = V->use_end();
  67        UI != E; ++UI) {
  68     if (const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(*UI)) {
  69       if (!Fn) {
  70         Fn = I->getParent()->getParent();
  71         continue;
  72       }
  73
  74       if (Fn != I->getParent()->getParent())
  75         return false;
  76     } else
  77       return false;
  78   }
  79
  80   return true;
  81 }
  82
  83 /// isNonEscapingLocalObject - Return true if the pointer is to a function-local
  84 /// object that never escapes from the function.
  85 static bool isNonEscapingLocalObject(const Value *V) {
  86   // If this is a local allocation, check to see if it escapes.
  87   if (isa<AllocaInst>(V) || isNoAliasCall(V))
  88     // Set StoreCaptures to True so that we can assume in our callers that the
  89     // pointer is not the result of a load instruction. Currently
  90     // PointerMayBeCaptured doesn't have any special analysis for the
  91     // StoreCaptures=false case; if it did, our callers could be refined to be
  92     // more precise.
  93     return !PointerMayBeCaptured(V, false, /*StoreCaptures=*/true);
  94
  95   // If this is an argument that corresponds to a byval or noalias argument,
  96   // then it has not escaped before entering the function.  Check if it escapes
  97   // inside the function.
  98   if (const Argument *A = dyn_cast<Argument>(V))
  99     if (A->hasByValAttr() || A->hasNoAliasAttr()) {
 100       // Don't bother analyzing arguments already known not to escape.
 101       if (A->hasNoCaptureAttr())
 102         return true;
 103       return !PointerMayBeCaptured(V, false, /*StoreCaptures=*/true);
 104     }
 105
 106   // If this is an internal global variable that's only used in this function,
 107   // check if it escapes the function.
 108   if (const GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V)) {
 109     if (GV->hasInternalLinkage() && areAllUsesInOneFunction(GV)) {
 110       return !PointerMayBeCaptured(V, /*ReturnCaptures=*/true,
 111                                    /*StoreCaptures=*/true);
 112     }
 113   }
 114
 115   return false;
 116 }
 117
 118 /// isEscapeSource - Return true if the pointer is one which would have
 119 /// been considered an escape by isNonEscapingLocalObject.
 120 static bool isEscapeSource(const Value *V) {
 121   if (isa<CallInst>(V) || isa<InvokeInst>(V) || isa<Argument>(V))
 122     return true;
 123
 124   // The load case works because isNonEscapingLocalObject considers all
 125   // stores to be escapes (it passes true for the StoreCaptures argument
 126   // to PointerMayBeCaptured).
 127   if (isa<LoadInst>(V))
 128     return true;
 129
 130   return false;
 131 }
 132
 133 /// getObjectSize - Return the size of the object specified by V, or
 134 /// UnknownSize if unknown.
 135 static uint64_t getObjectSize(const Value *V, const TargetData &TD) {
 136   const Type *AccessTy;
 137   if (const GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V)) {
 138     if (!GV->hasDefinitiveInitializer())
 139       return AliasAnalysis::UnknownSize;
 140     AccessTy = GV->getType()->getElementType();
 141   } else if (const AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(V)) {
 142     if (!AI->isArrayAllocation())
 143       AccessTy = AI->getType()->getElementType();
 144     else
 145       return AliasAnalysis::UnknownSize;
 146   } else if (const CallInst* CI = extractMallocCall(V)) {
 147     if (!isArrayMalloc(V, &TD))
 148       // The size is the argument to the malloc call.
 149       if (const ConstantInt* C = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(0)))
 150         return C->getZExtValue();
 151     return AliasAnalysis::UnknownSize;
 152   } else if (const Argument *A = dyn_cast<Argument>(V)) {
 153     if (A->hasByValAttr())
 154       AccessTy = cast<PointerType>(A->getType())->getElementType();
 155     else
 156       return AliasAnalysis::UnknownSize;
 157   } else {
 158     return AliasAnalysis::UnknownSize;
 159   }
 160
 161   if (AccessTy->isSized())
 162     return TD.getTypeAllocSize(AccessTy);
 163   return AliasAnalysis::UnknownSize;
 164 }
 165
 166 /// isObjectSmallerThan - Return true if we can prove that the object specified
 167 /// by V is smaller than Size.
 168 static bool isObjectSmallerThan(const Value *V, uint64_t Size,
 169                                 const TargetData &TD) {
 170   uint64_t ObjectSize = getObjectSize(V, TD);
 171   return ObjectSize != AliasAnalysis::UnknownSize && ObjectSize < Size;
 172 }
 173
 174 /// isObjectSize - Return true if we can prove that the object specified
 175 /// by V has size Size.
 176 static bool isObjectSize(const Value *V, uint64_t Size,
 177                          const TargetData &TD) {
 178   uint64_t ObjectSize = getObjectSize(V, TD);
 179   return ObjectSize != AliasAnalysis::UnknownSize && ObjectSize == Size;
 180 }
 181
 182 //===----------------------------------------------------------------------===//
 183 // GetElementPtr Instruction Decomposition and Analysis
 184 //===----------------------------------------------------------------------===//
 185
 186 namespace {
 187   enum ExtensionKind {
 188     EK_NotExtended,
 189     EK_SignExt,
 190     EK_ZeroExt
 191   };
 192
 193   struct VariableGEPIndex {
 194     const Value *V;
 195     ExtensionKind Extension;
 196     int64_t Scale;
 197   };
 198 }
 199
 200
 201 /// GetLinearExpression - Analyze the specified value as a linear expression:
 202 /// "A*V + B", where A and B are constant integers.  Return the scale and offset
 203 /// values as APInts and return V as a Value*, and return whether we looked
 204 /// through any sign or zero extends.  The incoming Value is known to have
 205 /// IntegerType and it may already be sign or zero extended.
 206 ///
 207 /// Note that this looks through extends, so the high bits may not be
 208 /// represented in the result.
 209 static Value *GetLinearExpression(Value *V, APInt &Scale, APInt &Offset,
 210                                   ExtensionKind &Extension,
 211                                   const TargetData &TD, unsigned Depth) {
 212   assert(V->getType()->isIntegerTy() && "Not an integer value");
 213
 214   // Limit our recursion depth.
 215   if (Depth == 6) {
 216     Scale = 1;
 217     Offset = 0;
 218     return V;
 219   }
 220
 221   if (BinaryOperator *BOp = dyn_cast<BinaryOperator>(V)) {
 222     if (ConstantInt *RHSC = dyn_cast<ConstantInt>(BOp->getOperand(1))) {
 223       switch (BOp->getOpcode()) {
 224       default: break;
 225       case Instruction::Or:
 226         // X|C == X+C if all the bits in C are unset in X.  Otherwise we can't
 227         // analyze it.
 228         if (!MaskedValueIsZero(BOp->getOperand(0), RHSC->getValue(), &TD))
 229           break;
 230         // FALL THROUGH.
 231       case Instruction::Add:
 232         V = GetLinearExpression(BOp->getOperand(0), Scale, Offset, Extension,
 233                                 TD, Depth+1);
 234         Offset += RHSC->getValue();
 235         return V;
 236       case Instruction::Mul:
 237         V = GetLinearExpression(BOp->getOperand(0), Scale, Offset, Extension,
 238                                 TD, Depth+1);
 239         Offset *= RHSC->getValue();
 240         Scale *= RHSC->getValue();
 241         return V;
 242       case Instruction::Shl:
 243         V = GetLinearExpression(BOp->getOperand(0), Scale, Offset, Extension,
 244                                 TD, Depth+1);
 245         Offset <<= RHSC->getValue().getLimitedValue();
 246         Scale <<= RHSC->getValue().getLimitedValue();
 247         return V;
 248       }
 249     }
 250   }
 251
 252   // Since GEP indices are sign extended anyway, we don't care about the high
 253   // bits of a sign or zero extended value - just scales and offsets.  The
 254   // extensions have to be consistent though.
 255   if ((isa<SExtInst>(V) && Extension != EK_ZeroExt) ||
 256       (isa<ZExtInst>(V) && Extension != EK_SignExt)) {
 257     Value *CastOp = cast<CastInst>(V)->getOperand(0);
 258     unsigned OldWidth = Scale.getBitWidth();
 259     unsigned SmallWidth = CastOp->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
 260     Scale = Scale.trunc(SmallWidth);
 261     Offset = Offset.trunc(SmallWidth);
 262     Extension = isa<SExtInst>(V) ? EK_SignExt : EK_ZeroExt;
 263
 264     Value *Result = GetLinearExpression(CastOp, Scale, Offset, Extension,
 265                                         TD, Depth+1);
 266     Scale = Scale.zext(OldWidth);
 267     Offset = Offset.zext(OldWidth);
 268
 269     return Result;
 270   }
 271
 272   Scale = 1;
 273   Offset = 0;
 274   return V;
 275 }
 276
 277 /// DecomposeGEPExpression - If V is a symbolic pointer expression, decompose it
 278 /// into a base pointer with a constant offset and a number of scaled symbolic
 279 /// offsets.
 280 ///
 281 /// The scaled symbolic offsets (represented by pairs of a Value* and a scale in
 282 /// the VarIndices vector) are Value*'s that are known to be scaled by the
 283 /// specified amount, but which may have other unrepresented high bits. As such,
 284 /// the gep cannot necessarily be reconstructed from its decomposed form.
 285 ///
 286 /// When TargetData is around, this function is capable of analyzing everything
 287 /// that GetUnderlyingObject can look through.  When not, it just looks
 288 /// through pointer casts.
 289 ///
 290 static const Value *
 291 DecomposeGEPExpression(const Value *V, int64_t &BaseOffs,
 292                        SmallVectorImpl<VariableGEPIndex> &VarIndices,
 293                        const TargetData *TD) {
 294   // Limit recursion depth to limit compile time in crazy cases.
 295   unsigned MaxLookup = 6;
 296
 297   BaseOffs = 0;
 298   do {
 299     // See if this is a bitcast or GEP.
 300     const Operator *Op = dyn_cast<Operator>(V);
 301     if (Op == 0) {
 302       // The only non-operator case we can handle are GlobalAliases.
 303       if (const GlobalAlias *GA = dyn_cast<GlobalAlias>(V)) {
 304         if (!GA->mayBeOverridden()) {
 305           V = GA->getAliasee();
 306           continue;
 307         }
 308       }
 309       return V;
 310     }
 311
 312     if (Op->getOpcode() == Instruction::BitCast) {
 313       V = Op->getOperand(0);
 314       continue;
 315     }
 316
 317     if (const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
 318       // TODO: Get a DominatorTree and use it here.
 319       if (const Value *Simplified =
 320             SimplifyInstruction(const_cast<Instruction *>(I), TD)) {
 321         V = Simplified;
 322         continue;
 323       }
 324
 325     const GEPOperator *GEPOp = dyn_cast<GEPOperator>(Op);
 326     if (GEPOp == 0)
 327       return V;
 328
 329     // Don't attempt to analyze GEPs over unsized objects.
 330     if (!cast<PointerType>(GEPOp->getOperand(0)->getType())
 331         ->getElementType()->isSized())
 332       return V;
 333
 334     // If we are lacking TargetData information, we can't compute the offets of
 335     // elements computed by GEPs.  However, we can handle bitcast equivalent
 336     // GEPs.
 337     if (TD == 0) {
 338       if (!GEPOp->hasAllZeroIndices())
 339         return V;
 340       V = GEPOp->getOperand(0);
 341       continue;
 342     }
 343
 344     // Walk the indices of the GEP, accumulating them into BaseOff/VarIndices.
 345     gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEPOp);
 346     for (User::const_op_iterator I = GEPOp->op_begin()+1,
 347          E = GEPOp->op_end(); I != E; ++I) {
 348       Value *Index = *I;
 349       // Compute the (potentially symbolic) offset in bytes for this index.
 350       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI++)) {
 351         // For a struct, add the member offset.
 352         unsigned FieldNo = cast<ConstantInt>(Index)->getZExtValue();
 353         if (FieldNo == 0) continue;
 354
 355         BaseOffs += TD->getStructLayout(STy)->getElementOffset(FieldNo);
 356         continue;
 357       }
 358
 359       // For an array/pointer, add the element offset, explicitly scaled.
 360       if (ConstantInt *CIdx = dyn_cast<ConstantInt>(Index)) {
 361         if (CIdx->isZero()) continue;
 362         BaseOffs += TD->getTypeAllocSize(*GTI)*CIdx->getSExtValue();
 363         continue;
 364       }
 365
 366       uint64_t Scale = TD->getTypeAllocSize(*GTI);
 367       ExtensionKind Extension = EK_NotExtended;
 368
 369       // If the integer type is smaller than the pointer size, it is implicitly
 370       // sign extended to pointer size.
 371       unsigned Width = cast<IntegerType>(Index->getType())->getBitWidth();
 372       if (TD->getPointerSizeInBits() > Width)
 373         Extension = EK_SignExt;
 374
 375       // Use GetLinearExpression to decompose the index into a C1*V+C2 form.
 376       APInt IndexScale(Width, 0), IndexOffset(Width, 0);
 377       Index = GetLinearExpression(Index, IndexScale, IndexOffset, Extension,
 378                                   *TD, 0);
 379
 380       // The GEP index scale ("Scale") scales C1*V+C2, yielding (C1*V+C2)*Scale.
 381       // This gives us an aggregate computation of (C1*Scale)*V + C2*Scale.
 382       BaseOffs += IndexOffset.getSExtValue()*Scale;
 383       Scale *= IndexScale.getSExtValue();
 384
 385
 386       // If we already had an occurrance of this index variable, merge this
 387       // scale into it.  For example, we want to handle:
 388       //   A[x][x] -> x*16 + x*4 -> x*20
 389       // This also ensures that 'x' only appears in the index list once.
 390       for (unsigned i = 0, e = VarIndices.size(); i != e; ++i) {
 391         if (VarIndices[i].V == Index &&
 392             VarIndices[i].Extension == Extension) {
 393           Scale += VarIndices[i].Scale;
 394           VarIndices.erase(VarIndices.begin()+i);
 395           break;
 396         }
 397       }
 398
 399       // Make sure that we have a scale that makes sense for this target's
 400       // pointer size.
 401       if (unsigned ShiftBits = 64-TD->getPointerSizeInBits()) {
 402         Scale <<= ShiftBits;
 403         Scale = (int64_t)Scale >> ShiftBits;
 404       }
 405
 406       if (Scale) {
 407         VariableGEPIndex Entry = {Index, Extension, Scale};
 408         VarIndices.push_back(Entry);
 409       }
 410     }
 411
 412     // Analyze the base pointer next.
 413     V = GEPOp->getOperand(0);
 414   } while (--MaxLookup);
 415
 416   // If the chain of expressions is too deep, just return early.
 417   return V;
 418 }
 419
 420 /// GetIndexDifference - Dest and Src are the variable indices from two
 421 /// decomposed GetElementPtr instructions GEP1 and GEP2 which have common base
 422 /// pointers.  Subtract the GEP2 indices from GEP1 to find the symbolic
 423 /// difference between the two pointers.
 424 static void GetIndexDifference(SmallVectorImpl<VariableGEPIndex> &Dest,
 425                                const SmallVectorImpl<VariableGEPIndex> &Src) {
 426   if (Src.empty()) return;
 427
 428   for (unsigned i = 0, e = Src.size(); i != e; ++i) {
 429     const Value *V = Src[i].V;
 430     ExtensionKind Extension = Src[i].Extension;
 431     int64_t Scale = Src[i].Scale;
 432
 433     // Find V in Dest.  This is N^2, but pointer indices almost never have more
 434     // than a few variable indexes.
 435     for (unsigned j = 0, e = Dest.size(); j != e; ++j) {
 436       if (Dest[j].V != V || Dest[j].Extension != Extension) continue;
 437
 438       // If we found it, subtract off Scale V's from the entry in Dest.  If it
 439       // goes to zero, remove the entry.
 440       if (Dest[j].Scale != Scale)
 441         Dest[j].Scale -= Scale;
 442       else
 443         Dest.erase(Dest.begin()+j);
 444       Scale = 0;
 445       break;
 446     }
 447
 448     // If we didn't consume this entry, add it to the end of the Dest list.
 449     if (Scale) {
 450       VariableGEPIndex Entry = { V, Extension, -Scale };
 451       Dest.push_back(Entry);
 452     }
 453   }
 454 }
 455
 456 //===----------------------------------------------------------------------===//
 457 // BasicAliasAnalysis Pass
 458 //===----------------------------------------------------------------------===//
 459
 460 #ifndef NDEBUG
 461 static const Function *getParent(const Value *V) {
 462   if (const Instruction *inst = dyn_cast<Instruction>(V))
 463     return inst->getParent()->getParent();
 464
 465   if (const Argument *arg = dyn_cast<Argument>(V))
 466     return arg->getParent();
 467
 468   return NULL;
 469 }
 470
 471 static bool notDifferentParent(const Value *O1, const Value *O2) {
 472
 473   const Function *F1 = getParent(O1);
 474   const Function *F2 = getParent(O2);
 475
 476   return !F1 || !F2 || F1 == F2;
 477 }
 478 #endif
 479
 480 namespace {
 481   /// BasicAliasAnalysis - This is the primary alias analysis implementation.
 482   struct BasicAliasAnalysis : public ImmutablePass, public AliasAnalysis {
 483     static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
 484     BasicAliasAnalysis() : ImmutablePass(ID) {
 485       initializeBasicAliasAnalysisPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 486     }
 487
 488     virtual void initializePass() {
 489       InitializeAliasAnalysis(this);
 490     }
 491
 492     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
 493       AU.addRequired<AliasAnalysis>();
 494     }
 495
 496     virtual AliasResult alias(const Location &LocA,
 497                               const Location &LocB) {
 498       assert(Visited.empty() && "Visited must be cleared after use!");
 499       assert(notDifferentParent(LocA.Ptr, LocB.Ptr) &&
 500              "BasicAliasAnalysis doesn't support interprocedural queries.");
 501       AliasResult Alias = aliasCheck(LocA.Ptr, LocA.Size, LocA.TBAATag,
 502                                      LocB.Ptr, LocB.Size, LocB.TBAATag);
 503       Visited.clear();
 504       return Alias;
 505     }
 506
 507     virtual ModRefResult getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
 508                                        const Location &Loc);
 509
 510     virtual ModRefResult getModRefInfo(ImmutableCallSite CS1,
 511                                        ImmutableCallSite CS2) {
 512       // The AliasAnalysis base class has some smarts, lets use them.
 513       return AliasAnalysis::getModRefInfo(CS1, CS2);
 514     }
 515
 516     /// pointsToConstantMemory - Chase pointers until we find a (constant
 517     /// global) or not.
 518     virtual bool pointsToConstantMemory(const Location &Loc, bool OrLocal);
 519
 520     /// getModRefBehavior - Return the behavior when calling the given
 521     /// call site.
 522     virtual ModRefBehavior getModRefBehavior(ImmutableCallSite CS);
 523
 524     /// getModRefBehavior - Return the behavior when calling the given function.
 525     /// For use when the call site is not known.
 526     virtual ModRefBehavior getModRefBehavior(const Function *F);
 527
 528     /// getAdjustedAnalysisPointer - This method is used when a pass implements
 529     /// an analysis interface through multiple inheritance.  If needed, it
 530     /// should override this to adjust the this pointer as needed for the
 531     /// specified pass info.
 532     virtual void *getAdjustedAnalysisPointer(const void *ID) {
 533       if (ID == &AliasAnalysis::ID)
 534         return (AliasAnalysis*)this;
 535       return this;
 536     }
 537
 538   private:
 539     // Visited - Track instructions visited by a aliasPHI, aliasSelect(), and aliasGEP().
 540     SmallPtrSet<const Value*, 16> Visited;
 541
 542     // aliasGEP - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a GEP
 543     // instruction against another.
 544     AliasResult aliasGEP(const GEPOperator *V1, uint64_t V1Size,
 545                          const Value *V2, uint64_t V2Size,
 546                          const MDNode *V2TBAAInfo,
 547                          const Value *UnderlyingV1, const Value *UnderlyingV2);
 548
 549     // aliasPHI - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a PHI
 550     // instruction against another.
 551     AliasResult aliasPHI(const PHINode *PN, uint64_t PNSize,
 552                          const MDNode *PNTBAAInfo,
 553                          const Value *V2, uint64_t V2Size,
 554                          const MDNode *V2TBAAInfo);
 555
 556     /// aliasSelect - Disambiguate a Select instruction against another value.
 557     AliasResult aliasSelect(const SelectInst *SI, uint64_t SISize,
 558                             const MDNode *SITBAAInfo,
 559                             const Value *V2, uint64_t V2Size,
 560                             const MDNode *V2TBAAInfo);
 561
 562     AliasResult aliasCheck(const Value *V1, uint64_t V1Size,
 563                            const MDNode *V1TBAATag,
 564                            const Value *V2, uint64_t V2Size,
 565                            const MDNode *V2TBAATag);
 566   };
 567 }  // End of anonymous namespace
 568
 569 // Register this pass...
 570 char BasicAliasAnalysis::ID = 0;
 571 INITIALIZE_AG_PASS(BasicAliasAnalysis, AliasAnalysis, "basicaa",
 572                    "Basic Alias Analysis (stateless AA impl)",
 573                    false, true, false)
 574
 575 ImmutablePass *llvm::createBasicAliasAnalysisPass() {
 576   return new BasicAliasAnalysis();
 577 }
 578
 579 /// pointsToConstantMemory - Returns whether the given pointer value
 580 /// points to memory that is local to the function, with global constants being
 581 /// considered local to all functions.
 582 bool
 583 BasicAliasAnalysis::pointsToConstantMemory(const Location &Loc, bool OrLocal) {
 584   assert(Visited.empty() && "Visited must be cleared after use!");
 585
 586   unsigned MaxLookup = 8;
 587   SmallVector<const Value *, 16> Worklist;
 588   Worklist.push_back(Loc.Ptr);
 589   do {
 590     const Value *V = GetUnderlyingObject(Worklist.pop_back_val(), TD);
 591     if (!Visited.insert(V)) {
 592       Visited.clear();
 593       return AliasAnalysis::pointsToConstantMemory(Loc, OrLocal);
 594     }
 595
 596     // An alloca instruction defines local memory.
 597     if (OrLocal && isa<AllocaInst>(V))
 598       continue;
 599
 600     // A global constant counts as local memory for our purposes.
 601     if (const GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V)) {
 602       // Note: this doesn't require GV to be "ODR" because it isn't legal for a
 603       // global to be marked constant in some modules and non-constant in
 604       // others.  GV may even be a declaration, not a definition.
 605       if (!GV->isConstant()) {
 606         Visited.clear();
 607         return AliasAnalysis::pointsToConstantMemory(Loc, OrLocal);
 608       }
 609       continue;
 610     }
 611
 612     // If both select values point to local memory, then so does the select.
 613     if (const SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(V)) {
 614       Worklist.push_back(SI->getTrueValue());
 615       Worklist.push_back(SI->getFalseValue());
 616       continue;
 617     }
 618
 619     // If all values incoming to a phi node point to local memory, then so does
 620     // the phi.
 621     if (const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(V)) {
 622       // Don't bother inspecting phi nodes with many operands.
 623       if (PN->getNumIncomingValues() > MaxLookup) {
 624         Visited.clear();
 625         return AliasAnalysis::pointsToConstantMemory(Loc, OrLocal);
 626       }
 627       for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
 628         Worklist.push_back(PN->getIncomingValue(i));
 629       continue;
 630     }
 631
 632     // Otherwise be conservative.
 633     Visited.clear();
 634     return AliasAnalysis::pointsToConstantMemory(Loc, OrLocal);
 635
 636   } while (!Worklist.empty() && --MaxLookup);
 637
 638   Visited.clear();
 639   return Worklist.empty();
 640 }
 641
 642 /// getModRefBehavior - Return the behavior when calling the given call site.
 643 AliasAnalysis::ModRefBehavior
 644 BasicAliasAnalysis::getModRefBehavior(ImmutableCallSite CS) {
 645   if (CS.doesNotAccessMemory())
 646     // Can't do better than this.
 647     return DoesNotAccessMemory;
 648
 649   ModRefBehavior Min = UnknownModRefBehavior;
 650
 651   // If the callsite knows it only reads memory, don't return worse
 652   // than that.
 653   if (CS.onlyReadsMemory())
 654     Min = OnlyReadsMemory;
 655
 656   // The AliasAnalysis base class has some smarts, lets use them.
 657   return ModRefBehavior(AliasAnalysis::getModRefBehavior(CS) & Min);
 658 }
 659
 660 /// getModRefBehavior - Return the behavior when calling the given function.
 661 /// For use when the call site is not known.
 662 AliasAnalysis::ModRefBehavior
 663 BasicAliasAnalysis::getModRefBehavior(const Function *F) {
 664   // If the function declares it doesn't access memory, we can't do better.
 665   if (F->doesNotAccessMemory())
 666     return DoesNotAccessMemory;
 667
 668   // For intrinsics, we can check the table.
 669   if (unsigned iid = F->getIntrinsicID()) {
 670 #define GET_INTRINSIC_MODREF_BEHAVIOR
 671 #include "llvm/Intrinsics.gen"
 672 #undef GET_INTRINSIC_MODREF_BEHAVIOR
 673   }
 674
 675   ModRefBehavior Min = UnknownModRefBehavior;
 676
 677   // If the function declares it only reads memory, go with that.
 678   if (F->onlyReadsMemory())
 679     Min = OnlyReadsMemory;
 680
 681   // Otherwise be conservative.
 682   return ModRefBehavior(AliasAnalysis::getModRefBehavior(F) & Min);
 683 }
 684
 685 /// getModRefInfo - Check to see if the specified callsite can clobber the
 686 /// specified memory object.  Since we only look at local properties of this
 687 /// function, we really can't say much about this query.  We do, however, use
 688 /// simple "address taken" analysis on local objects.
 689 AliasAnalysis::ModRefResult
 690 BasicAliasAnalysis::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
 691                                   const Location &Loc) {
 692   assert(notDifferentParent(CS.getInstruction(), Loc.Ptr) &&
 693          "AliasAnalysis query involving multiple functions!");
 694
 695   const Value *Object = GetUnderlyingObject(Loc.Ptr, TD);
 696
 697   // If this is a tail call and Loc.Ptr points to a stack location, we know that
 698   // the tail call cannot access or modify the local stack.
 699   // We cannot exclude byval arguments here; these belong to the caller of
 700   // the current function not to the current function, and a tail callee
 701   // may reference them.
 702   if (isa<AllocaInst>(Object))
 703     if (const CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(CS.getInstruction()))
 704       if (CI->isTailCall())
 705         return NoModRef;
 706
 707   // If the pointer is to a locally allocated object that does not escape,
 708   // then the call can not mod/ref the pointer unless the call takes the pointer
 709   // as an argument, and itself doesn't capture it.
 710   if (!isa<Constant>(Object) && CS.getInstruction() != Object &&
 711       isNonEscapingLocalObject(Object)) {
 712     bool PassedAsArg = false;
 713     unsigned ArgNo = 0;
 714     for (ImmutableCallSite::arg_iterator CI = CS.arg_begin(), CE = CS.arg_end();
 715          CI != CE; ++CI, ++ArgNo) {
 716       // Only look at the no-capture pointer arguments.
 717       if (!(*CI)->getType()->isPointerTy() ||
 718           !CS.paramHasAttr(ArgNo+1, Attribute::NoCapture))
 719         continue;
 720
 721       // If this is a no-capture pointer argument, see if we can tell that it
 722       // is impossible to alias the pointer we're checking.  If not, we have to
 723       // assume that the call could touch the pointer, even though it doesn't
 724       // escape.
 725       if (!isNoAlias(Location(cast<Value>(CI)), Loc)) {
 726         PassedAsArg = true;
 727         break;
 728       }
 729     }
 730
 731     if (!PassedAsArg)
 732       return NoModRef;
 733   }
 734
 735   ModRefResult Min = ModRef;
 736
 737   // Finally, handle specific knowledge of intrinsics.
 738   const IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(CS.getInstruction());
 739   if (II != 0)
 740     switch (II->getIntrinsicID()) {
 741     default: break;
 742     case Intrinsic::memcpy:
 743     case Intrinsic::memmove: {
 744       uint64_t Len = UnknownSize;
 745       if (ConstantInt *LenCI = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(2)))
 746         Len = LenCI->getZExtValue();
 747       Value *Dest = II->getArgOperand(0);
 748       Value *Src = II->getArgOperand(1);
 749       // If it can't overlap the source dest, then it doesn't modref the loc.
 750       if (isNoAlias(Location(Dest, Len), Loc)) {
 751         if (isNoAlias(Location(Src, Len), Loc))
 752           return NoModRef;
 753         // If it can't overlap the dest, then worst case it reads the loc.
 754         Min = Ref;
 755       } else if (isNoAlias(Location(Src, Len), Loc)) {
 756         // If it can't overlap the source, then worst case it mutates the loc.
 757         Min = Mod;
 758       }
 759       break;
 760     }
 761     case Intrinsic::memset:
 762       // Since memset is 'accesses arguments' only, the AliasAnalysis base class
 763       // will handle it for the variable length case.
 764       if (ConstantInt *LenCI = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(2))) {
 765         uint64_t Len = LenCI->getZExtValue();
 766         Value *Dest = II->getArgOperand(0);
 767         if (isNoAlias(Location(Dest, Len), Loc))
 768           return NoModRef;
 769       }
 770       // We know that memset doesn't load anything.
 771       Min = Mod;
 772       break;
 773     case Intrinsic::atomic_cmp_swap:
 774     case Intrinsic::atomic_swap:
 775     case Intrinsic::atomic_load_add:
 776     case Intrinsic::atomic_load_sub:
 777     case Intrinsic::atomic_load_and:
 778     case Intrinsic::atomic_load_nand:
 779     case Intrinsic::atomic_load_or:
 780     case Intrinsic::atomic_load_xor:
 781     case Intrinsic::atomic_load_max:
 782     case Intrinsic::atomic_load_min:
 783     case Intrinsic::atomic_load_umax:
 784     case Intrinsic::atomic_load_umin:
 785       if (TD) {
 786         Value *Op1 = II->getArgOperand(0);
 787         uint64_t Op1Size = TD->getTypeStoreSize(Op1->getType());
 788         MDNode *Tag = II->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa);
 789         if (isNoAlias(Location(Op1, Op1Size, Tag), Loc))
 790           return NoModRef;
 791       }
 792       break;
 793     case Intrinsic::lifetime_start:
 794     case Intrinsic::lifetime_end:
 795     case Intrinsic::invariant_start: {
 796       uint64_t PtrSize =
 797         cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(0))->getZExtValue();
 798       if (isNoAlias(Location(II->getArgOperand(1),
 799                              PtrSize,
 800                              II->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa)),
 801                     Loc))
 802         return NoModRef;
 803       break;
 804     }
 805     case Intrinsic::invariant_end: {
 806       uint64_t PtrSize =
 807         cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(1))->getZExtValue();
 808       if (isNoAlias(Location(II->getArgOperand(2),
 809                              PtrSize,
 810                              II->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa)),
 811                     Loc))
 812         return NoModRef;
 813       break;
 814     }
 815     }
 816
 817   // The AliasAnalysis base class has some smarts, lets use them.
 818   return ModRefResult(AliasAnalysis::getModRefInfo(CS, Loc) & Min);
 819 }
 820
 821 /// aliasGEP - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a GEP instruction
 822 /// against another pointer.  We know that V1 is a GEP, but we don't know
 823 /// anything about V2.  UnderlyingV1 is GetUnderlyingObject(GEP1, TD),
 824 /// UnderlyingV2 is the same for V2.
 825 ///
 826 AliasAnalysis::AliasResult
 827 BasicAliasAnalysis::aliasGEP(const GEPOperator *GEP1, uint64_t V1Size,
 828                              const Value *V2, uint64_t V2Size,
 829                              const MDNode *V2TBAAInfo,
 830                              const Value *UnderlyingV1,
 831                              const Value *UnderlyingV2) {
 832   // If this GEP has been visited before, we're on a use-def cycle.
 833   // Such cycles are only valid when PHI nodes are involved or in unreachable
 834   // code. The visitPHI function catches cycles containing PHIs, but there
 835   // could still be a cycle without PHIs in unreachable code.
 836   if (!Visited.insert(GEP1))
 837     return MayAlias;
 838
 839   int64_t GEP1BaseOffset;
 840   SmallVector<VariableGEPIndex, 4> GEP1VariableIndices;
 841
 842   // If we have two gep instructions with must-alias'ing base pointers, figure
 843   // out if the indexes to the GEP tell us anything about the derived pointer.
 844   if (const GEPOperator *GEP2 = dyn_cast<GEPOperator>(V2)) {
 845     // Do the base pointers alias?
 846     AliasResult BaseAlias = aliasCheck(UnderlyingV1, UnknownSize, 0,
 847                                        UnderlyingV2, UnknownSize, 0);
 848
 849     // If we get a No or May, then return it immediately, no amount of analysis
 850     // will improve this situation.
 851     if (BaseAlias != MustAlias) return BaseAlias;
 852
 853     // Otherwise, we have a MustAlias.  Since the base pointers alias each other
 854     // exactly, see if the computed offset from the common pointer tells us
 855     // about the relation of the resulting pointer.
 856     const Value *GEP1BasePtr =
 857       DecomposeGEPExpression(GEP1, GEP1BaseOffset, GEP1VariableIndices, TD);
 858
 859     int64_t GEP2BaseOffset;
 860     SmallVector<VariableGEPIndex, 4> GEP2VariableIndices;
 861     const Value *GEP2BasePtr =
 862       DecomposeGEPExpression(GEP2, GEP2BaseOffset, GEP2VariableIndices, TD);
 863
 864     // If DecomposeGEPExpression isn't able to look all the way through the
 865     // addressing operation, we must not have TD and this is too complex for us
 866     // to handle without it.
 867     if (GEP1BasePtr != UnderlyingV1 || GEP2BasePtr != UnderlyingV2) {
 868       assert(TD == 0 &&
 869              "DecomposeGEPExpression and GetUnderlyingObject disagree!");
 870       return MayAlias;
 871     }
 872
 873     // Subtract the GEP2 pointer from the GEP1 pointer to find out their
 874     // symbolic difference.
 875     GEP1BaseOffset -= GEP2BaseOffset;
 876     GetIndexDifference(GEP1VariableIndices, GEP2VariableIndices);
 877
 878   } else {
 879     // Check to see if these two pointers are related by the getelementptr
 880     // instruction.  If one pointer is a GEP with a non-zero index of the other
 881     // pointer, we know they cannot alias.
 882
 883     // If both accesses are unknown size, we can't do anything useful here.
 884     if (V1Size == UnknownSize && V2Size == UnknownSize)
 885       return MayAlias;
 886
 887     AliasResult R = aliasCheck(UnderlyingV1, UnknownSize, 0,
 888                                V2, V2Size, V2TBAAInfo);
 889     if (R != MustAlias)
 890       // If V2 may alias GEP base pointer, conservatively returns MayAlias.
 891       // If V2 is known not to alias GEP base pointer, then the two values
 892       // cannot alias per GEP semantics: "A pointer value formed from a
 893       // getelementptr instruction is associated with the addresses associated
 894       // with the first operand of the getelementptr".
 895       return R;
 896
 897     const Value *GEP1BasePtr =
 898       DecomposeGEPExpression(GEP1, GEP1BaseOffset, GEP1VariableIndices, TD);
 899
 900     // If DecomposeGEPExpression isn't able to look all the way through the
 901     // addressing operation, we must not have TD and this is too complex for us
 902     // to handle without it.
 903     if (GEP1BasePtr != UnderlyingV1) {
 904       assert(TD == 0 &&
 905              "DecomposeGEPExpression and GetUnderlyingObject disagree!");
 906       return MayAlias;
 907     }
 908   }
 909
 910   // In the two GEP Case, if there is no difference in the offsets of the
 911   // computed pointers, the resultant pointers are a must alias.  This
 912   // hapens when we have two lexically identical GEP's (for example).
 913   //
 914   // In the other case, if we have getelementptr <ptr>, 0, 0, 0, 0, ... and V2
 915   // must aliases the GEP, the end result is a must alias also.
 916   if (GEP1BaseOffset == 0 && GEP1VariableIndices.empty())
 917     return MustAlias;
 918
 919   // If there is a difference betwen the pointers, but the difference is
 920   // less than the size of the associated memory object, then we know
 921   // that the objects are partially overlapping.
 922   if (GEP1BaseOffset != 0 && GEP1VariableIndices.empty()) {
 923     if (GEP1BaseOffset >= 0 ?
 924         (V2Size != UnknownSize && (uint64_t)GEP1BaseOffset < V2Size) :
 925         (V1Size != UnknownSize && -(uint64_t)GEP1BaseOffset < V1Size &&
 926          GEP1BaseOffset != INT64_MIN))
 927       return PartialAlias;
 928   }
 929
 930   // If we have a known constant offset, see if this offset is larger than the
 931   // access size being queried.  If so, and if no variable indices can remove
 932   // pieces of this constant, then we know we have a no-alias.  For example,
 933   //   &A[100] != &A.
 934
 935   // In order to handle cases like &A[100][i] where i is an out of range
 936   // subscript, we have to ignore all constant offset pieces that are a multiple
 937   // of a scaled index.  Do this by removing constant offsets that are a
 938   // multiple of any of our variable indices.  This allows us to transform
 939   // things like &A[i][1] because i has a stride of (e.g.) 8 bytes but the 1
 940   // provides an offset of 4 bytes (assuming a <= 4 byte access).
 941   for (unsigned i = 0, e = GEP1VariableIndices.size();
 942        i != e && GEP1BaseOffset;++i)
 943     if (int64_t RemovedOffset = GEP1BaseOffset/GEP1VariableIndices[i].Scale)
 944       GEP1BaseOffset -= RemovedOffset*GEP1VariableIndices[i].Scale;
 945
 946   // If our known offset is bigger than the access size, we know we don't have
 947   // an alias.
 948   if (GEP1BaseOffset) {
 949     if (GEP1BaseOffset >= 0 ?
 950         (V2Size != UnknownSize && (uint64_t)GEP1BaseOffset >= V2Size) :
 951         (V1Size != UnknownSize && -(uint64_t)GEP1BaseOffset >= V1Size &&
 952          GEP1BaseOffset != INT64_MIN))
 953       return NoAlias;
 954   }
 955
 956   return MayAlias;
 957 }
 958
 959 /// aliasSelect - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a Select
 960 /// instruction against another.
 961 AliasAnalysis::AliasResult
 962 BasicAliasAnalysis::aliasSelect(const SelectInst *SI, uint64_t SISize,
 963                                 const MDNode *SITBAAInfo,
 964                                 const Value *V2, uint64_t V2Size,
 965                                 const MDNode *V2TBAAInfo) {
 966   // If this select has been visited before, we're on a use-def cycle.
 967   // Such cycles are only valid when PHI nodes are involved or in unreachable
 968   // code. The visitPHI function catches cycles containing PHIs, but there
 969   // could still be a cycle without PHIs in unreachable code.
 970   if (!Visited.insert(SI))
 971     return MayAlias;
 972
 973   // If the values are Selects with the same condition, we can do a more precise
 974   // check: just check for aliases between the values on corresponding arms.
 975   if (const SelectInst *SI2 = dyn_cast<SelectInst>(V2))
 976     if (SI->getCondition() == SI2->getCondition()) {
 977       AliasResult Alias =
 978         aliasCheck(SI->getTrueValue(), SISize, SITBAAInfo,
 979                    SI2->getTrueValue(), V2Size, V2TBAAInfo);
 980       if (Alias == MayAlias)
 981         return MayAlias;
 982       AliasResult ThisAlias =
 983         aliasCheck(SI->getFalseValue(), SISize, SITBAAInfo,
 984                    SI2->getFalseValue(), V2Size, V2TBAAInfo);
 985       if (ThisAlias != Alias)
 986         return MayAlias;
 987       return Alias;
 988     }
 989
 990   // If both arms of the Select node NoAlias or MustAlias V2, then returns
 991   // NoAlias / MustAlias. Otherwise, returns MayAlias.
 992   AliasResult Alias =
 993     aliasCheck(V2, V2Size, V2TBAAInfo, SI->getTrueValue(), SISize, SITBAAInfo);
 994   if (Alias == MayAlias)
 995     return MayAlias;
 996
 997   // If V2 is visited, the recursive case will have been caught in the
 998   // above aliasCheck call, so these subsequent calls to aliasCheck
 999   // don't need to assume that V2 is being visited recursively.
1000   Visited.erase(V2);
1001
1002   AliasResult ThisAlias =
1003     aliasCheck(V2, V2Size, V2TBAAInfo, SI->getFalseValue(), SISize, SITBAAInfo);
1004   if (ThisAlias != Alias)
1005     return MayAlias;
1006   return Alias;
1007 }
1008
1009 // aliasPHI - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a PHI instruction
1010 // against another.
1011 AliasAnalysis::AliasResult
1012 BasicAliasAnalysis::aliasPHI(const PHINode *PN, uint64_t PNSize,
1013                              const MDNode *PNTBAAInfo,
1014                              const Value *V2, uint64_t V2Size,
1015                              const MDNode *V2TBAAInfo) {
1016   // The PHI node has already been visited, avoid recursion any further.
1017   if (!Visited.insert(PN))
1018     return MayAlias;
1019
1020   // If the values are PHIs in the same block, we can do a more precise
1021   // as well as efficient check: just check for aliases between the values
1022   // on corresponding edges.
1023   if (const PHINode *PN2 = dyn_cast<PHINode>(V2))
1024     if (PN2->getParent() == PN->getParent()) {
1025       AliasResult Alias =
1026         aliasCheck(PN->getIncomingValue(0), PNSize, PNTBAAInfo,
1027                    PN2->getIncomingValueForBlock(PN->getIncomingBlock(0)),
1028                    V2Size, V2TBAAInfo);
1029       if (Alias == MayAlias)
1030         return MayAlias;
1031       for (unsigned i = 1, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
1032         AliasResult ThisAlias =
1033           aliasCheck(PN->getIncomingValue(i), PNSize, PNTBAAInfo,
1034                      PN2->getIncomingValueForBlock(PN->getIncomingBlock(i)),
1035                      V2Size, V2TBAAInfo);
1036         if (ThisAlias != Alias)
1037           return MayAlias;
1038       }
1039       return Alias;
1040     }
1041
1042   SmallPtrSet<Value*, 4> UniqueSrc;
1043   SmallVector<Value*, 4> V1Srcs;
1044   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
1045     Value *PV1 = PN->getIncomingValue(i);
1046     if (isa<PHINode>(PV1))
1047       // If any of the source itself is a PHI, return MayAlias conservatively
1048       // to avoid compile time explosion. The worst possible case is if both
1049       // sides are PHI nodes. In which case, this is O(m x n) time where 'm'
1050       // and 'n' are the number of PHI sources.
1051       return MayAlias;
1052     if (UniqueSrc.insert(PV1))
1053       V1Srcs.push_back(PV1);
1054   }
1055
1056   AliasResult Alias = aliasCheck(V2, V2Size, V2TBAAInfo,
1057                                  V1Srcs[0], PNSize, PNTBAAInfo);
1058   // Early exit if the check of the first PHI source against V2 is MayAlias.
1059   // Other results are not possible.
1060   if (Alias == MayAlias)
1061     return MayAlias;
1062
1063   // If all sources of the PHI node NoAlias or MustAlias V2, then returns
1064   // NoAlias / MustAlias. Otherwise, returns MayAlias.
1065   for (unsigned i = 1, e = V1Srcs.size(); i != e; ++i) {
1066     Value *V = V1Srcs[i];
1067
1068     // If V2 is visited, the recursive case will have been caught in the
1069     // above aliasCheck call, so these subsequent calls to aliasCheck
1070     // don't need to assume that V2 is being visited recursively.
1071     Visited.erase(V2);
1072
1073     AliasResult ThisAlias = aliasCheck(V2, V2Size, V2TBAAInfo,
1074                                        V, PNSize, PNTBAAInfo);
1075     if (ThisAlias != Alias || ThisAlias == MayAlias)
1076       return MayAlias;
1077   }
1078
1079   return Alias;
1080 }
1081
1082 // aliasCheck - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate in common cases,
1083 // such as array references.
1084 //
1085 AliasAnalysis::AliasResult
1086 BasicAliasAnalysis::aliasCheck(const Value *V1, uint64_t V1Size,
1087                                const MDNode *V1TBAAInfo,
1088                                const Value *V2, uint64_t V2Size,
1089                                const MDNode *V2TBAAInfo) {
1090   // If either of the memory references is empty, it doesn't matter what the
1091   // pointer values are.
1092   if (V1Size == 0 || V2Size == 0)
1093     return NoAlias;
1094
1095   // Strip off any casts if they exist.
1096   V1 = V1->stripPointerCasts();
1097   V2 = V2->stripPointerCasts();
1098
1099   // Are we checking for alias of the same value?
1100   if (V1 == V2) return MustAlias;
1101
1102   if (!V1->getType()->isPointerTy() || !V2->getType()->isPointerTy())
1103     return NoAlias;  // Scalars cannot alias each other
1104
1105   // Figure out what objects these things are pointing to if we can.
1106   const Value *O1 = GetUnderlyingObject(V1, TD);
1107   const Value *O2 = GetUnderlyingObject(V2, TD);
1108
1109   // Null values in the default address space don't point to any object, so they
1110   // don't alias any other pointer.
1111   if (const ConstantPointerNull *CPN = dyn_cast<ConstantPointerNull>(O1))
1112     if (CPN->getType()->getAddressSpace() == 0)
1113       return NoAlias;
1114   if (const ConstantPointerNull *CPN = dyn_cast<ConstantPointerNull>(O2))
1115     if (CPN->getType()->getAddressSpace() == 0)
1116       return NoAlias;
1117
1118   if (O1 != O2) {
1119     // If V1/V2 point to two different objects we know that we have no alias.
1120     if (isIdentifiedObject(O1) && isIdentifiedObject(O2))
1121       return NoAlias;
1122
1123     // Constant pointers can't alias with non-const isIdentifiedObject objects.
1124     if ((isa<Constant>(O1) && isIdentifiedObject(O2) && !isa<Constant>(O2)) ||
1125         (isa<Constant>(O2) && isIdentifiedObject(O1) && !isa<Constant>(O1)))
1126       return NoAlias;
1127
1128     // Arguments can't alias with local allocations or noalias calls
1129     // in the same function.
1130     if (((isa<Argument>(O1) && (isa<AllocaInst>(O2) || isNoAliasCall(O2))) ||
1131          (isa<Argument>(O2) && (isa<AllocaInst>(O1) || isNoAliasCall(O1)))))
1132       return NoAlias;
1133
1134     // Most objects can't alias null.
1135     if ((isa<ConstantPointerNull>(O2) && isKnownNonNull(O1)) ||
1136         (isa<ConstantPointerNull>(O1) && isKnownNonNull(O2)))
1137       return NoAlias;
1138
1139     // If one pointer is the result of a call/invoke or load and the other is a
1140     // non-escaping local object within the same function, then we know the
1141     // object couldn't escape to a point where the call could return it.
1142     //
1143     // Note that if the pointers are in different functions, there are a
1144     // variety of complications. A call with a nocapture argument may still
1145     // temporary store the nocapture argument's value in a temporary memory
1146     // location if that memory location doesn't escape. Or it may pass a
1147     // nocapture value to other functions as long as they don't capture it.
1148     if (isEscapeSource(O1) && isNonEscapingLocalObject(O2))
1149       return NoAlias;
1150     if (isEscapeSource(O2) && isNonEscapingLocalObject(O1))
1151       return NoAlias;
1152   }
1153
1154   // If the size of one access is larger than the entire object on the other
1155   // side, then we know such behavior is undefined and can assume no alias.
1156   if (TD)
1157     if ((V1Size != UnknownSize && isObjectSmallerThan(O2, V1Size, *TD)) ||
1158         (V2Size != UnknownSize && isObjectSmallerThan(O1, V2Size, *TD)))
1159       return NoAlias;
1160
1161   // FIXME: This isn't aggressively handling alias(GEP, PHI) for example: if the
1162   // GEP can't simplify, we don't even look at the PHI cases.
1163   if (!isa<GEPOperator>(V1) && isa<GEPOperator>(V2)) {
1164     std::swap(V1, V2);
1165     std::swap(V1Size, V2Size);
1166     std::swap(O1, O2);
1167   }
1168   if (const GEPOperator *GV1 = dyn_cast<GEPOperator>(V1)) {
1169     AliasResult Result = aliasGEP(GV1, V1Size, V2, V2Size, V2TBAAInfo, O1, O2);
1170     if (Result != MayAlias) return Result;
1171   }
1172
1173   if (isa<PHINode>(V2) && !isa<PHINode>(V1)) {
1174     std::swap(V1, V2);
1175     std::swap(V1Size, V2Size);
1176   }
1177   if (const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(V1)) {
1178     AliasResult Result = aliasPHI(PN, V1Size, V1TBAAInfo,
1179                                   V2, V2Size, V2TBAAInfo);
1180     if (Result != MayAlias) return Result;
1181   }
1182
1183   if (isa<SelectInst>(V2) && !isa<SelectInst>(V1)) {
1184     std::swap(V1, V2);
1185     std::swap(V1Size, V2Size);
1186   }
1187   if (const SelectInst *S1 = dyn_cast<SelectInst>(V1)) {
1188     AliasResult Result = aliasSelect(S1, V1Size, V1TBAAInfo,
1189                                      V2, V2Size, V2TBAAInfo);
1190     if (Result != MayAlias) return Result;
1191   }
1192
1193   // If both pointers are pointing into the same object and one of them
1194   // accesses is accessing the entire object, then the accesses must
1195   // overlap in some way.
1196   if (TD && O1 == O2)
1197     if ((V1Size != UnknownSize && isObjectSize(O1, V1Size, *TD)) ||
1198         (V2Size != UnknownSize && isObjectSize(O2, V2Size, *TD)))
1199       return PartialAlias;
1200
1201   return AliasAnalysis::alias(Location(V1, V1Size, V1TBAAInfo),
1202                               Location(V2, V2Size, V2TBAAInfo));
1203 }