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