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 /// isNonEscapingLocalObject - Return true if the pointer is to a function-local
  61 /// object that never escapes from the function.
  62 static bool isNonEscapingLocalObject(const Value *V) {
  63   // If this is a local allocation, check to see if it escapes.
  64   if (isa<AllocaInst>(V) || isNoAliasCall(V))
  65     // Set StoreCaptures to True so that we can assume in our callers that the
  66     // pointer is not the result of a load instruction. Currently
  67     // PointerMayBeCaptured doesn't have any special analysis for the
  68     // StoreCaptures=false case; if it did, our callers could be refined to be
  69     // more precise.
  70     return !PointerMayBeCaptured(V, false, /*StoreCaptures=*/true);
  71
  72   // If this is an argument that corresponds to a byval or noalias argument,
  73   // then it has not escaped before entering the function.  Check if it escapes
  74   // inside the function.
  75   if (const Argument *A = dyn_cast<Argument>(V))
  76     if (A->hasByValAttr() || A->hasNoAliasAttr()) {
  77       // Don't bother analyzing arguments already known not to escape.
  78       if (A->hasNoCaptureAttr())
  79         return true;
  80       return !PointerMayBeCaptured(V, false, /*StoreCaptures=*/true);
  81     }
  82   return false;
  83 }
  84
  85 /// isEscapeSource - Return true if the pointer is one which would have
  86 /// been considered an escape by isNonEscapingLocalObject.
  87 static bool isEscapeSource(const Value *V) {
  88   if (isa<CallInst>(V) || isa<InvokeInst>(V) || isa<Argument>(V))
  89     return true;
  90
  91   // The load case works because isNonEscapingLocalObject considers all
  92   // stores to be escapes (it passes true for the StoreCaptures argument
  93   // to PointerMayBeCaptured).
  94   if (isa<LoadInst>(V))
  95     return true;
  96
  97   return false;
  98 }
  99
 100 /// getObjectSize - Return the size of the object specified by V, or
 101 /// UnknownSize if unknown.
 102 static uint64_t getObjectSize(const Value *V, const TargetData &TD) {
 103   const Type *AccessTy;
 104   if (const GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V)) {
 105     if (!GV->hasDefinitiveInitializer())
 106       return AliasAnalysis::UnknownSize;
 107     AccessTy = GV->getType()->getElementType();
 108   } else if (const AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(V)) {
 109     if (!AI->isArrayAllocation())
 110       AccessTy = AI->getType()->getElementType();
 111     else
 112       return AliasAnalysis::UnknownSize;
 113   } else if (const CallInst* CI = extractMallocCall(V)) {
 114     if (!isArrayMalloc(V, &TD))
 115       // The size is the argument to the malloc call.
 116       if (const ConstantInt* C = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(0)))
 117         return C->getZExtValue();
 118     return AliasAnalysis::UnknownSize;
 119   } else if (const Argument *A = dyn_cast<Argument>(V)) {
 120     if (A->hasByValAttr())
 121       AccessTy = cast<PointerType>(A->getType())->getElementType();
 122     else
 123       return AliasAnalysis::UnknownSize;
 124   } else {
 125     return AliasAnalysis::UnknownSize;
 126   }
 127
 128   if (AccessTy->isSized())
 129     return TD.getTypeAllocSize(AccessTy);
 130   return AliasAnalysis::UnknownSize;
 131 }
 132
 133 /// isObjectSmallerThan - Return true if we can prove that the object specified
 134 /// by V is smaller than Size.
 135 static bool isObjectSmallerThan(const Value *V, uint64_t Size,
 136                                 const TargetData &TD) {
 137   uint64_t ObjectSize = getObjectSize(V, TD);
 138   return ObjectSize != AliasAnalysis::UnknownSize && ObjectSize < Size;
 139 }
 140
 141 /// isObjectSize - Return true if we can prove that the object specified
 142 /// by V has size Size.
 143 static bool isObjectSize(const Value *V, uint64_t Size,
 144                          const TargetData &TD) {
 145   uint64_t ObjectSize = getObjectSize(V, TD);
 146   return ObjectSize != AliasAnalysis::UnknownSize && ObjectSize == Size;
 147 }
 148
 149 //===----------------------------------------------------------------------===//
 150 // GetElementPtr Instruction Decomposition and Analysis
 151 //===----------------------------------------------------------------------===//
 152
 153 namespace {
 154   enum ExtensionKind {
 155     EK_NotExtended,
 156     EK_SignExt,
 157     EK_ZeroExt
 158   };
 159
 160   struct VariableGEPIndex {
 161     const Value *V;
 162     ExtensionKind Extension;
 163     int64_t Scale;
 164   };
 165 }
 166
 167
 168 /// GetLinearExpression - Analyze the specified value as a linear expression:
 169 /// "A*V + B", where A and B are constant integers.  Return the scale and offset
 170 /// values as APInts and return V as a Value*, and return whether we looked
 171 /// through any sign or zero extends.  The incoming Value is known to have
 172 /// IntegerType and it may already be sign or zero extended.
 173 ///
 174 /// Note that this looks through extends, so the high bits may not be
 175 /// represented in the result.
 176 static Value *GetLinearExpression(Value *V, APInt &Scale, APInt &Offset,
 177                                   ExtensionKind &Extension,
 178                                   const TargetData &TD, unsigned Depth) {
 179   assert(V->getType()->isIntegerTy() && "Not an integer value");
 180
 181   // Limit our recursion depth.
 182   if (Depth == 6) {
 183     Scale = 1;
 184     Offset = 0;
 185     return V;
 186   }
 187
 188   if (BinaryOperator *BOp = dyn_cast<BinaryOperator>(V)) {
 189     if (ConstantInt *RHSC = dyn_cast<ConstantInt>(BOp->getOperand(1))) {
 190       switch (BOp->getOpcode()) {
 191       default: break;
 192       case Instruction::Or:
 193         // X|C == X+C if all the bits in C are unset in X.  Otherwise we can't
 194         // analyze it.
 195         if (!MaskedValueIsZero(BOp->getOperand(0), RHSC->getValue(), &TD))
 196           break;
 197         // FALL THROUGH.
 198       case Instruction::Add:
 199         V = GetLinearExpression(BOp->getOperand(0), Scale, Offset, Extension,
 200                                 TD, Depth+1);
 201         Offset += RHSC->getValue();
 202         return V;
 203       case Instruction::Mul:
 204         V = GetLinearExpression(BOp->getOperand(0), Scale, Offset, Extension,
 205                                 TD, Depth+1);
 206         Offset *= RHSC->getValue();
 207         Scale *= RHSC->getValue();
 208         return V;
 209       case Instruction::Shl:
 210         V = GetLinearExpression(BOp->getOperand(0), Scale, Offset, Extension,
 211                                 TD, Depth+1);
 212         Offset <<= RHSC->getValue().getLimitedValue();
 213         Scale <<= RHSC->getValue().getLimitedValue();
 214         return V;
 215       }
 216     }
 217   }
 218
 219   // Since GEP indices are sign extended anyway, we don't care about the high
 220   // bits of a sign or zero extended value - just scales and offsets.  The
 221   // extensions have to be consistent though.
 222   if ((isa<SExtInst>(V) && Extension != EK_ZeroExt) ||
 223       (isa<ZExtInst>(V) && Extension != EK_SignExt)) {
 224     Value *CastOp = cast<CastInst>(V)->getOperand(0);
 225     unsigned OldWidth = Scale.getBitWidth();
 226     unsigned SmallWidth = CastOp->getType()->getPrimitiveSizeInBits();
 227     Scale = Scale.trunc(SmallWidth);
 228     Offset = Offset.trunc(SmallWidth);
 229     Extension = isa<SExtInst>(V) ? EK_SignExt : EK_ZeroExt;
 230
 231     Value *Result = GetLinearExpression(CastOp, Scale, Offset, Extension,
 232                                         TD, Depth+1);
 233     Scale = Scale.zext(OldWidth);
 234     Offset = Offset.zext(OldWidth);
 235
 236     return Result;
 237   }
 238
 239   Scale = 1;
 240   Offset = 0;
 241   return V;
 242 }
 243
 244 /// DecomposeGEPExpression - If V is a symbolic pointer expression, decompose it
 245 /// into a base pointer with a constant offset and a number of scaled symbolic
 246 /// offsets.
 247 ///
 248 /// The scaled symbolic offsets (represented by pairs of a Value* and a scale in
 249 /// the VarIndices vector) are Value*'s that are known to be scaled by the
 250 /// specified amount, but which may have other unrepresented high bits. As such,
 251 /// the gep cannot necessarily be reconstructed from its decomposed form.
 252 ///
 253 /// When TargetData is around, this function is capable of analyzing everything
 254 /// that GetUnderlyingObject can look through.  When not, it just looks
 255 /// through pointer casts.
 256 ///
 257 static const Value *
 258 DecomposeGEPExpression(const Value *V, int64_t &BaseOffs,
 259                        SmallVectorImpl<VariableGEPIndex> &VarIndices,
 260                        const TargetData *TD) {
 261   // Limit recursion depth to limit compile time in crazy cases.
 262   unsigned MaxLookup = 6;
 263
 264   BaseOffs = 0;
 265   do {
 266     // See if this is a bitcast or GEP.
 267     const Operator *Op = dyn_cast<Operator>(V);
 268     if (Op == 0) {
 269       // The only non-operator case we can handle are GlobalAliases.
 270       if (const GlobalAlias *GA = dyn_cast<GlobalAlias>(V)) {
 271         if (!GA->mayBeOverridden()) {
 272           V = GA->getAliasee();
 273           continue;
 274         }
 275       }
 276       return V;
 277     }
 278
 279     if (Op->getOpcode() == Instruction::BitCast) {
 280       V = Op->getOperand(0);
 281       continue;
 282     }
 283
 284     if (const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
 285       // TODO: Get a DominatorTree and use it here.
 286       if (const Value *Simplified =
 287             SimplifyInstruction(const_cast<Instruction *>(I), TD)) {
 288         V = Simplified;
 289         continue;
 290       }
 291
 292     const GEPOperator *GEPOp = dyn_cast<GEPOperator>(Op);
 293     if (GEPOp == 0)
 294       return V;
 295
 296     // Don't attempt to analyze GEPs over unsized objects.
 297     if (!cast<PointerType>(GEPOp->getOperand(0)->getType())
 298         ->getElementType()->isSized())
 299       return V;
 300
 301     // If we are lacking TargetData information, we can't compute the offets of
 302     // elements computed by GEPs.  However, we can handle bitcast equivalent
 303     // GEPs.
 304     if (TD == 0) {
 305       if (!GEPOp->hasAllZeroIndices())
 306         return V;
 307       V = GEPOp->getOperand(0);
 308       continue;
 309     }
 310
 311     // Walk the indices of the GEP, accumulating them into BaseOff/VarIndices.
 312     gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEPOp);
 313     for (User::const_op_iterator I = GEPOp->op_begin()+1,
 314          E = GEPOp->op_end(); I != E; ++I) {
 315       Value *Index = *I;
 316       // Compute the (potentially symbolic) offset in bytes for this index.
 317       if (const StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI++)) {
 318         // For a struct, add the member offset.
 319         unsigned FieldNo = cast<ConstantInt>(Index)->getZExtValue();
 320         if (FieldNo == 0) continue;
 321
 322         BaseOffs += TD->getStructLayout(STy)->getElementOffset(FieldNo);
 323         continue;
 324       }
 325
 326       // For an array/pointer, add the element offset, explicitly scaled.
 327       if (ConstantInt *CIdx = dyn_cast<ConstantInt>(Index)) {
 328         if (CIdx->isZero()) continue;
 329         BaseOffs += TD->getTypeAllocSize(*GTI)*CIdx->getSExtValue();
 330         continue;
 331       }
 332
 333       uint64_t Scale = TD->getTypeAllocSize(*GTI);
 334       ExtensionKind Extension = EK_NotExtended;
 335
 336       // If the integer type is smaller than the pointer size, it is implicitly
 337       // sign extended to pointer size.
 338       unsigned Width = cast<IntegerType>(Index->getType())->getBitWidth();
 339       if (TD->getPointerSizeInBits() > Width)
 340         Extension = EK_SignExt;
 341
 342       // Use GetLinearExpression to decompose the index into a C1*V+C2 form.
 343       APInt IndexScale(Width, 0), IndexOffset(Width, 0);
 344       Index = GetLinearExpression(Index, IndexScale, IndexOffset, Extension,
 345                                   *TD, 0);
 346
 347       // The GEP index scale ("Scale") scales C1*V+C2, yielding (C1*V+C2)*Scale.
 348       // This gives us an aggregate computation of (C1*Scale)*V + C2*Scale.
 349       BaseOffs += IndexOffset.getSExtValue()*Scale;
 350       Scale *= IndexScale.getSExtValue();
 351
 352
 353       // If we already had an occurrence of this index variable, merge this
 354       // scale into it.  For example, we want to handle:
 355       //   A[x][x] -> x*16 + x*4 -> x*20
 356       // This also ensures that 'x' only appears in the index list once.
 357       for (unsigned i = 0, e = VarIndices.size(); i != e; ++i) {
 358         if (VarIndices[i].V == Index &&
 359             VarIndices[i].Extension == Extension) {
 360           Scale += VarIndices[i].Scale;
 361           VarIndices.erase(VarIndices.begin()+i);
 362           break;
 363         }
 364       }
 365
 366       // Make sure that we have a scale that makes sense for this target's
 367       // pointer size.
 368       if (unsigned ShiftBits = 64-TD->getPointerSizeInBits()) {
 369         Scale <<= ShiftBits;
 370         Scale = (int64_t)Scale >> ShiftBits;
 371       }
 372
 373       if (Scale) {
 374         VariableGEPIndex Entry = {Index, Extension, Scale};
 375         VarIndices.push_back(Entry);
 376       }
 377     }
 378
 379     // Analyze the base pointer next.
 380     V = GEPOp->getOperand(0);
 381   } while (--MaxLookup);
 382
 383   // If the chain of expressions is too deep, just return early.
 384   return V;
 385 }
 386
 387 /// GetIndexDifference - Dest and Src are the variable indices from two
 388 /// decomposed GetElementPtr instructions GEP1 and GEP2 which have common base
 389 /// pointers.  Subtract the GEP2 indices from GEP1 to find the symbolic
 390 /// difference between the two pointers.
 391 static void GetIndexDifference(SmallVectorImpl<VariableGEPIndex> &Dest,
 392                                const SmallVectorImpl<VariableGEPIndex> &Src) {
 393   if (Src.empty()) return;
 394
 395   for (unsigned i = 0, e = Src.size(); i != e; ++i) {
 396     const Value *V = Src[i].V;
 397     ExtensionKind Extension = Src[i].Extension;
 398     int64_t Scale = Src[i].Scale;
 399
 400     // Find V in Dest.  This is N^2, but pointer indices almost never have more
 401     // than a few variable indexes.
 402     for (unsigned j = 0, e = Dest.size(); j != e; ++j) {
 403       if (Dest[j].V != V || Dest[j].Extension != Extension) continue;
 404
 405       // If we found it, subtract off Scale V's from the entry in Dest.  If it
 406       // goes to zero, remove the entry.
 407       if (Dest[j].Scale != Scale)
 408         Dest[j].Scale -= Scale;
 409       else
 410         Dest.erase(Dest.begin()+j);
 411       Scale = 0;
 412       break;
 413     }
 414
 415     // If we didn't consume this entry, add it to the end of the Dest list.
 416     if (Scale) {
 417       VariableGEPIndex Entry = { V, Extension, -Scale };
 418       Dest.push_back(Entry);
 419     }
 420   }
 421 }
 422
 423 //===----------------------------------------------------------------------===//
 424 // BasicAliasAnalysis Pass
 425 //===----------------------------------------------------------------------===//
 426
 427 #ifndef NDEBUG
 428 static const Function *getParent(const Value *V) {
 429   if (const Instruction *inst = dyn_cast<Instruction>(V))
 430     return inst->getParent()->getParent();
 431
 432   if (const Argument *arg = dyn_cast<Argument>(V))
 433     return arg->getParent();
 434
 435   return NULL;
 436 }
 437
 438 static bool notDifferentParent(const Value *O1, const Value *O2) {
 439
 440   const Function *F1 = getParent(O1);
 441   const Function *F2 = getParent(O2);
 442
 443   return !F1 || !F2 || F1 == F2;
 444 }
 445 #endif
 446
 447 namespace {
 448   /// BasicAliasAnalysis - This is the primary alias analysis implementation.
 449   struct BasicAliasAnalysis : public ImmutablePass, public AliasAnalysis {
 450     static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
 451     BasicAliasAnalysis() : ImmutablePass(ID) {
 452       initializeBasicAliasAnalysisPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 453     }
 454
 455     virtual void initializePass() {
 456       InitializeAliasAnalysis(this);
 457     }
 458
 459     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
 460       AU.addRequired<AliasAnalysis>();
 461     }
 462
 463     virtual AliasResult alias(const Location &LocA,
 464                               const Location &LocB) {
 465       assert(Visited.empty() && "Visited must be cleared after use!");
 466       assert(notDifferentParent(LocA.Ptr, LocB.Ptr) &&
 467              "BasicAliasAnalysis doesn't support interprocedural queries.");
 468       AliasResult Alias = aliasCheck(LocA.Ptr, LocA.Size, LocA.TBAATag,
 469                                      LocB.Ptr, LocB.Size, LocB.TBAATag);
 470       Visited.clear();
 471       return Alias;
 472     }
 473
 474     virtual ModRefResult getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
 475                                        const Location &Loc);
 476
 477     virtual ModRefResult getModRefInfo(ImmutableCallSite CS1,
 478                                        ImmutableCallSite CS2) {
 479       // The AliasAnalysis base class has some smarts, lets use them.
 480       return AliasAnalysis::getModRefInfo(CS1, CS2);
 481     }
 482
 483     /// pointsToConstantMemory - Chase pointers until we find a (constant
 484     /// global) or not.
 485     virtual bool pointsToConstantMemory(const Location &Loc, bool OrLocal);
 486
 487     /// getModRefBehavior - Return the behavior when calling the given
 488     /// call site.
 489     virtual ModRefBehavior getModRefBehavior(ImmutableCallSite CS);
 490
 491     /// getModRefBehavior - Return the behavior when calling the given function.
 492     /// For use when the call site is not known.
 493     virtual ModRefBehavior getModRefBehavior(const Function *F);
 494
 495     /// getAdjustedAnalysisPointer - This method is used when a pass implements
 496     /// an analysis interface through multiple inheritance.  If needed, it
 497     /// should override this to adjust the this pointer as needed for the
 498     /// specified pass info.
 499     virtual void *getAdjustedAnalysisPointer(const void *ID) {
 500       if (ID == &AliasAnalysis::ID)
 501         return (AliasAnalysis*)this;
 502       return this;
 503     }
 504
 505   private:
 506     // Visited - Track instructions visited by a aliasPHI, aliasSelect(), and aliasGEP().
 507     SmallPtrSet<const Value*, 16> Visited;
 508
 509     // aliasGEP - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a GEP
 510     // instruction against another.
 511     AliasResult aliasGEP(const GEPOperator *V1, uint64_t V1Size,
 512                          const Value *V2, uint64_t V2Size,
 513                          const MDNode *V2TBAAInfo,
 514                          const Value *UnderlyingV1, const Value *UnderlyingV2);
 515
 516     // aliasPHI - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a PHI
 517     // instruction against another.
 518     AliasResult aliasPHI(const PHINode *PN, uint64_t PNSize,
 519                          const MDNode *PNTBAAInfo,
 520                          const Value *V2, uint64_t V2Size,
 521                          const MDNode *V2TBAAInfo);
 522
 523     /// aliasSelect - Disambiguate a Select instruction against another value.
 524     AliasResult aliasSelect(const SelectInst *SI, uint64_t SISize,
 525                             const MDNode *SITBAAInfo,
 526                             const Value *V2, uint64_t V2Size,
 527                             const MDNode *V2TBAAInfo);
 528
 529     AliasResult aliasCheck(const Value *V1, uint64_t V1Size,
 530                            const MDNode *V1TBAATag,
 531                            const Value *V2, uint64_t V2Size,
 532                            const MDNode *V2TBAATag);
 533   };
 534 }  // End of anonymous namespace
 535
 536 // Register this pass...
 537 char BasicAliasAnalysis::ID = 0;
 538 INITIALIZE_AG_PASS(BasicAliasAnalysis, AliasAnalysis, "basicaa",
 539                    "Basic Alias Analysis (stateless AA impl)",
 540                    false, true, false)
 541
 542 ImmutablePass *llvm::createBasicAliasAnalysisPass() {
 543   return new BasicAliasAnalysis();
 544 }
 545
 546 /// pointsToConstantMemory - Returns whether the given pointer value
 547 /// points to memory that is local to the function, with global constants being
 548 /// considered local to all functions.
 549 bool
 550 BasicAliasAnalysis::pointsToConstantMemory(const Location &Loc, bool OrLocal) {
 551   assert(Visited.empty() && "Visited must be cleared after use!");
 552
 553   unsigned MaxLookup = 8;
 554   SmallVector<const Value *, 16> Worklist;
 555   Worklist.push_back(Loc.Ptr);
 556   do {
 557     const Value *V = GetUnderlyingObject(Worklist.pop_back_val(), TD);
 558     if (!Visited.insert(V)) {
 559       Visited.clear();
 560       return AliasAnalysis::pointsToConstantMemory(Loc, OrLocal);
 561     }
 562
 563     // An alloca instruction defines local memory.
 564     if (OrLocal && isa<AllocaInst>(V))
 565       continue;
 566
 567     // A global constant counts as local memory for our purposes.
 568     if (const GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V)) {
 569       // Note: this doesn't require GV to be "ODR" because it isn't legal for a
 570       // global to be marked constant in some modules and non-constant in
 571       // others.  GV may even be a declaration, not a definition.
 572       if (!GV->isConstant()) {
 573         Visited.clear();
 574         return AliasAnalysis::pointsToConstantMemory(Loc, OrLocal);
 575       }
 576       continue;
 577     }
 578
 579     // If both select values point to local memory, then so does the select.
 580     if (const SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(V)) {
 581       Worklist.push_back(SI->getTrueValue());
 582       Worklist.push_back(SI->getFalseValue());
 583       continue;
 584     }
 585
 586     // If all values incoming to a phi node point to local memory, then so does
 587     // the phi.
 588     if (const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(V)) {
 589       // Don't bother inspecting phi nodes with many operands.
 590       if (PN->getNumIncomingValues() > MaxLookup) {
 591         Visited.clear();
 592         return AliasAnalysis::pointsToConstantMemory(Loc, OrLocal);
 593       }
 594       for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
 595         Worklist.push_back(PN->getIncomingValue(i));
 596       continue;
 597     }
 598
 599     // Otherwise be conservative.
 600     Visited.clear();
 601     return AliasAnalysis::pointsToConstantMemory(Loc, OrLocal);
 602
 603   } while (!Worklist.empty() && --MaxLookup);
 604
 605   Visited.clear();
 606   return Worklist.empty();
 607 }
 608
 609 /// getModRefBehavior - Return the behavior when calling the given call site.
 610 AliasAnalysis::ModRefBehavior
 611 BasicAliasAnalysis::getModRefBehavior(ImmutableCallSite CS) {
 612   if (CS.doesNotAccessMemory())
 613     // Can't do better than this.
 614     return DoesNotAccessMemory;
 615
 616   ModRefBehavior Min = UnknownModRefBehavior;
 617
 618   // If the callsite knows it only reads memory, don't return worse
 619   // than that.
 620   if (CS.onlyReadsMemory())
 621     Min = OnlyReadsMemory;
 622
 623   // The AliasAnalysis base class has some smarts, lets use them.
 624   return ModRefBehavior(AliasAnalysis::getModRefBehavior(CS) & Min);
 625 }
 626
 627 /// getModRefBehavior - Return the behavior when calling the given function.
 628 /// For use when the call site is not known.
 629 AliasAnalysis::ModRefBehavior
 630 BasicAliasAnalysis::getModRefBehavior(const Function *F) {
 631   // If the function declares it doesn't access memory, we can't do better.
 632   if (F->doesNotAccessMemory())
 633     return DoesNotAccessMemory;
 634
 635   // For intrinsics, we can check the table.
 636   if (unsigned iid = F->getIntrinsicID()) {
 637 #define GET_INTRINSIC_MODREF_BEHAVIOR
 638 #include "llvm/Intrinsics.gen"
 639 #undef GET_INTRINSIC_MODREF_BEHAVIOR
 640   }
 641
 642   ModRefBehavior Min = UnknownModRefBehavior;
 643
 644   // If the function declares it only reads memory, go with that.
 645   if (F->onlyReadsMemory())
 646     Min = OnlyReadsMemory;
 647
 648   // Otherwise be conservative.
 649   return ModRefBehavior(AliasAnalysis::getModRefBehavior(F) & Min);
 650 }
 651
 652 /// getModRefInfo - Check to see if the specified callsite can clobber the
 653 /// specified memory object.  Since we only look at local properties of this
 654 /// function, we really can't say much about this query.  We do, however, use
 655 /// simple "address taken" analysis on local objects.
 656 AliasAnalysis::ModRefResult
 657 BasicAliasAnalysis::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
 658                                   const Location &Loc) {
 659   assert(notDifferentParent(CS.getInstruction(), Loc.Ptr) &&
 660          "AliasAnalysis query involving multiple functions!");
 661
 662   const Value *Object = GetUnderlyingObject(Loc.Ptr, TD);
 663
 664   // If this is a tail call and Loc.Ptr points to a stack location, we know that
 665   // the tail call cannot access or modify the local stack.
 666   // We cannot exclude byval arguments here; these belong to the caller of
 667   // the current function not to the current function, and a tail callee
 668   // may reference them.
 669   if (isa<AllocaInst>(Object))
 670     if (const CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(CS.getInstruction()))
 671       if (CI->isTailCall())
 672         return NoModRef;
 673
 674   // If the pointer is to a locally allocated object that does not escape,
 675   // then the call can not mod/ref the pointer unless the call takes the pointer
 676   // as an argument, and itself doesn't capture it.
 677   if (!isa<Constant>(Object) && CS.getInstruction() != Object &&
 678       isNonEscapingLocalObject(Object)) {
 679     bool PassedAsArg = false;
 680     unsigned ArgNo = 0;
 681     for (ImmutableCallSite::arg_iterator CI = CS.arg_begin(), CE = CS.arg_end();
 682          CI != CE; ++CI, ++ArgNo) {
 683       // Only look at the no-capture or byval pointer arguments.  If this
 684       // pointer were passed to arguments that were neither of these, then it
 685       // couldn't be no-capture.
 686       if (!(*CI)->getType()->isPointerTy() ||
 687           (!CS.paramHasAttr(ArgNo+1, Attribute::NoCapture) &&
 688            !CS.paramHasAttr(ArgNo+1, Attribute::ByVal)))
 689         continue;
 690
 691       // If this is a no-capture pointer argument, see if we can tell that it
 692       // is impossible to alias the pointer we're checking.  If not, we have to
 693       // assume that the call could touch the pointer, even though it doesn't
 694       // escape.
 695       if (!isNoAlias(Location(cast<Value>(CI)), Loc)) {
 696         PassedAsArg = true;
 697         break;
 698       }
 699     }
 700
 701     if (!PassedAsArg)
 702       return NoModRef;
 703   }
 704
 705   ModRefResult Min = ModRef;
 706
 707   // Finally, handle specific knowledge of intrinsics.
 708   const IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(CS.getInstruction());
 709   if (II != 0)
 710     switch (II->getIntrinsicID()) {
 711     default: break;
 712     case Intrinsic::memcpy:
 713     case Intrinsic::memmove: {
 714       uint64_t Len = UnknownSize;
 715       if (ConstantInt *LenCI = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(2)))
 716         Len = LenCI->getZExtValue();
 717       Value *Dest = II->getArgOperand(0);
 718       Value *Src = II->getArgOperand(1);
 719       // If it can't overlap the source dest, then it doesn't modref the loc.
 720       if (isNoAlias(Location(Dest, Len), Loc)) {
 721         if (isNoAlias(Location(Src, Len), Loc))
 722           return NoModRef;
 723         // If it can't overlap the dest, then worst case it reads the loc.
 724         Min = Ref;
 725       } else if (isNoAlias(Location(Src, Len), Loc)) {
 726         // If it can't overlap the source, then worst case it mutates the loc.
 727         Min = Mod;
 728       }
 729       break;
 730     }
 731     case Intrinsic::memset:
 732       // Since memset is 'accesses arguments' only, the AliasAnalysis base class
 733       // will handle it for the variable length case.
 734       if (ConstantInt *LenCI = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(2))) {
 735         uint64_t Len = LenCI->getZExtValue();
 736         Value *Dest = II->getArgOperand(0);
 737         if (isNoAlias(Location(Dest, Len), Loc))
 738           return NoModRef;
 739       }
 740       // We know that memset doesn't load anything.
 741       Min = Mod;
 742       break;
 743     case Intrinsic::atomic_cmp_swap:
 744     case Intrinsic::atomic_swap:
 745     case Intrinsic::atomic_load_add:
 746     case Intrinsic::atomic_load_sub:
 747     case Intrinsic::atomic_load_and:
 748     case Intrinsic::atomic_load_nand:
 749     case Intrinsic::atomic_load_or:
 750     case Intrinsic::atomic_load_xor:
 751     case Intrinsic::atomic_load_max:
 752     case Intrinsic::atomic_load_min:
 753     case Intrinsic::atomic_load_umax:
 754     case Intrinsic::atomic_load_umin:
 755       if (TD) {
 756         Value *Op1 = II->getArgOperand(0);
 757         uint64_t Op1Size = TD->getTypeStoreSize(Op1->getType());
 758         MDNode *Tag = II->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa);
 759         if (isNoAlias(Location(Op1, Op1Size, Tag), Loc))
 760           return NoModRef;
 761       }
 762       break;
 763     case Intrinsic::lifetime_start:
 764     case Intrinsic::lifetime_end:
 765     case Intrinsic::invariant_start: {
 766       uint64_t PtrSize =
 767         cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(0))->getZExtValue();
 768       if (isNoAlias(Location(II->getArgOperand(1),
 769                              PtrSize,
 770                              II->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa)),
 771                     Loc))
 772         return NoModRef;
 773       break;
 774     }
 775     case Intrinsic::invariant_end: {
 776       uint64_t PtrSize =
 777         cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(1))->getZExtValue();
 778       if (isNoAlias(Location(II->getArgOperand(2),
 779                              PtrSize,
 780                              II->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa)),
 781                     Loc))
 782         return NoModRef;
 783       break;
 784     }
 785     case Intrinsic::arm_neon_vld1: {
 786       // LLVM's vld1 and vst1 intrinsics currently only support a single
 787       // vector register.
 788       uint64_t Size =
 789         TD ? TD->getTypeStoreSize(II->getType()) : UnknownSize;
 790       if (isNoAlias(Location(II->getArgOperand(0), Size,
 791                              II->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa)),
 792                     Loc))
 793         return NoModRef;
 794       break;
 795     }
 796     case Intrinsic::arm_neon_vst1: {
 797       uint64_t Size =
 798         TD ? TD->getTypeStoreSize(II->getArgOperand(1)->getType()) : UnknownSize;
 799       if (isNoAlias(Location(II->getArgOperand(0), Size,
 800                              II->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa)),
 801                     Loc))
 802         return NoModRef;
 803       break;
 804     }
 805     }
 806
 807   // The AliasAnalysis base class has some smarts, lets use them.
 808   return ModRefResult(AliasAnalysis::getModRefInfo(CS, Loc) & Min);
 809 }
 810
 811 /// aliasGEP - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a GEP instruction
 812 /// against another pointer.  We know that V1 is a GEP, but we don't know
 813 /// anything about V2.  UnderlyingV1 is GetUnderlyingObject(GEP1, TD),
 814 /// UnderlyingV2 is the same for V2.
 815 ///
 816 AliasAnalysis::AliasResult
 817 BasicAliasAnalysis::aliasGEP(const GEPOperator *GEP1, uint64_t V1Size,
 818                              const Value *V2, uint64_t V2Size,
 819                              const MDNode *V2TBAAInfo,
 820                              const Value *UnderlyingV1,
 821                              const Value *UnderlyingV2) {
 822   // If this GEP has been visited before, we're on a use-def cycle.
 823   // Such cycles are only valid when PHI nodes are involved or in unreachable
 824   // code. The visitPHI function catches cycles containing PHIs, but there
 825   // could still be a cycle without PHIs in unreachable code.
 826   if (!Visited.insert(GEP1))
 827     return MayAlias;
 828
 829   int64_t GEP1BaseOffset;
 830   SmallVector<VariableGEPIndex, 4> GEP1VariableIndices;
 831
 832   // If we have two gep instructions with must-alias'ing base pointers, figure
 833   // out if the indexes to the GEP tell us anything about the derived pointer.
 834   if (const GEPOperator *GEP2 = dyn_cast<GEPOperator>(V2)) {
 835     // Do the base pointers alias?
 836     AliasResult BaseAlias = aliasCheck(UnderlyingV1, UnknownSize, 0,
 837                                        UnderlyingV2, UnknownSize, 0);
 838
 839     // If we get a No or May, then return it immediately, no amount of analysis
 840     // will improve this situation.
 841     if (BaseAlias != MustAlias) return BaseAlias;
 842
 843     // Otherwise, we have a MustAlias.  Since the base pointers alias each other
 844     // exactly, see if the computed offset from the common pointer tells us
 845     // about the relation of the resulting pointer.
 846     const Value *GEP1BasePtr =
 847       DecomposeGEPExpression(GEP1, GEP1BaseOffset, GEP1VariableIndices, TD);
 848
 849     int64_t GEP2BaseOffset;
 850     SmallVector<VariableGEPIndex, 4> GEP2VariableIndices;
 851     const Value *GEP2BasePtr =
 852       DecomposeGEPExpression(GEP2, GEP2BaseOffset, GEP2VariableIndices, TD);
 853
 854     // If DecomposeGEPExpression isn't able to look all the way through the
 855     // addressing operation, we must not have TD and this is too complex for us
 856     // to handle without it.
 857     if (GEP1BasePtr != UnderlyingV1 || GEP2BasePtr != UnderlyingV2) {
 858       assert(TD == 0 &&
 859              "DecomposeGEPExpression and GetUnderlyingObject disagree!");
 860       return MayAlias;
 861     }
 862
 863     // Subtract the GEP2 pointer from the GEP1 pointer to find out their
 864     // symbolic difference.
 865     GEP1BaseOffset -= GEP2BaseOffset;
 866     GetIndexDifference(GEP1VariableIndices, GEP2VariableIndices);
 867
 868   } else {
 869     // Check to see if these two pointers are related by the getelementptr
 870     // instruction.  If one pointer is a GEP with a non-zero index of the other
 871     // pointer, we know they cannot alias.
 872
 873     // If both accesses are unknown size, we can't do anything useful here.
 874     if (V1Size == UnknownSize && V2Size == UnknownSize)
 875       return MayAlias;
 876
 877     AliasResult R = aliasCheck(UnderlyingV1, UnknownSize, 0,
 878                                V2, V2Size, V2TBAAInfo);
 879     if (R != MustAlias)
 880       // If V2 may alias GEP base pointer, conservatively returns MayAlias.
 881       // If V2 is known not to alias GEP base pointer, then the two values
 882       // cannot alias per GEP semantics: "A pointer value formed from a
 883       // getelementptr instruction is associated with the addresses associated
 884       // with the first operand of the getelementptr".
 885       return R;
 886
 887     const Value *GEP1BasePtr =
 888       DecomposeGEPExpression(GEP1, GEP1BaseOffset, GEP1VariableIndices, TD);
 889
 890     // If DecomposeGEPExpression isn't able to look all the way through the
 891     // addressing operation, we must not have TD and this is too complex for us
 892     // to handle without it.
 893     if (GEP1BasePtr != UnderlyingV1) {
 894       assert(TD == 0 &&
 895              "DecomposeGEPExpression and GetUnderlyingObject disagree!");
 896       return MayAlias;
 897     }
 898   }
 899
 900   // In the two GEP Case, if there is no difference in the offsets of the
 901   // computed pointers, the resultant pointers are a must alias.  This
 902   // hapens when we have two lexically identical GEP's (for example).
 903   //
 904   // In the other case, if we have getelementptr <ptr>, 0, 0, 0, 0, ... and V2
 905   // must aliases the GEP, the end result is a must alias also.
 906   if (GEP1BaseOffset == 0 && GEP1VariableIndices.empty())
 907     return MustAlias;
 908
 909   // If there is a difference between the pointers, but the difference is
 910   // less than the size of the associated memory object, then we know
 911   // that the objects are partially overlapping.
 912   if (GEP1BaseOffset != 0 && GEP1VariableIndices.empty()) {
 913     if (GEP1BaseOffset >= 0 ?
 914         (V2Size != UnknownSize && (uint64_t)GEP1BaseOffset < V2Size) :
 915         (V1Size != UnknownSize && -(uint64_t)GEP1BaseOffset < V1Size &&
 916          GEP1BaseOffset != INT64_MIN))
 917       return PartialAlias;
 918   }
 919
 920   // If we have a known constant offset, see if this offset is larger than the
 921   // access size being queried.  If so, and if no variable indices can remove
 922   // pieces of this constant, then we know we have a no-alias.  For example,
 923   //   &A[100] != &A.
 924
 925   // In order to handle cases like &A[100][i] where i is an out of range
 926   // subscript, we have to ignore all constant offset pieces that are a multiple
 927   // of a scaled index.  Do this by removing constant offsets that are a
 928   // multiple of any of our variable indices.  This allows us to transform
 929   // things like &A[i][1] because i has a stride of (e.g.) 8 bytes but the 1
 930   // provides an offset of 4 bytes (assuming a <= 4 byte access).
 931   for (unsigned i = 0, e = GEP1VariableIndices.size();
 932        i != e && GEP1BaseOffset;++i)
 933     if (int64_t RemovedOffset = GEP1BaseOffset/GEP1VariableIndices[i].Scale)
 934       GEP1BaseOffset -= RemovedOffset*GEP1VariableIndices[i].Scale;
 935
 936   // If our known offset is bigger than the access size, we know we don't have
 937   // an alias.
 938   if (GEP1BaseOffset) {
 939     if (GEP1BaseOffset >= 0 ?
 940         (V2Size != UnknownSize && (uint64_t)GEP1BaseOffset >= V2Size) :
 941         (V1Size != UnknownSize && -(uint64_t)GEP1BaseOffset >= V1Size &&
 942          GEP1BaseOffset != INT64_MIN))
 943       return NoAlias;
 944   }
 945
 946   return MayAlias;
 947 }
 948
 949 /// aliasSelect - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a Select
 950 /// instruction against another.
 951 AliasAnalysis::AliasResult
 952 BasicAliasAnalysis::aliasSelect(const SelectInst *SI, uint64_t SISize,
 953                                 const MDNode *SITBAAInfo,
 954                                 const Value *V2, uint64_t V2Size,
 955                                 const MDNode *V2TBAAInfo) {
 956   // If this select has been visited before, we're on a use-def cycle.
 957   // Such cycles are only valid when PHI nodes are involved or in unreachable
 958   // code. The visitPHI function catches cycles containing PHIs, but there
 959   // could still be a cycle without PHIs in unreachable code.
 960   if (!Visited.insert(SI))
 961     return MayAlias;
 962
 963   // If the values are Selects with the same condition, we can do a more precise
 964   // check: just check for aliases between the values on corresponding arms.
 965   if (const SelectInst *SI2 = dyn_cast<SelectInst>(V2))
 966     if (SI->getCondition() == SI2->getCondition()) {
 967       AliasResult Alias =
 968         aliasCheck(SI->getTrueValue(), SISize, SITBAAInfo,
 969                    SI2->getTrueValue(), V2Size, V2TBAAInfo);
 970       if (Alias == MayAlias)
 971         return MayAlias;
 972       AliasResult ThisAlias =
 973         aliasCheck(SI->getFalseValue(), SISize, SITBAAInfo,
 974                    SI2->getFalseValue(), V2Size, V2TBAAInfo);
 975       if (ThisAlias != Alias)
 976         return MayAlias;
 977       return Alias;
 978     }
 979
 980   // If both arms of the Select node NoAlias or MustAlias V2, then returns
 981   // NoAlias / MustAlias. Otherwise, returns MayAlias.
 982   AliasResult Alias =
 983     aliasCheck(V2, V2Size, V2TBAAInfo, SI->getTrueValue(), SISize, SITBAAInfo);
 984   if (Alias == MayAlias)
 985     return MayAlias;
 986
 987   // If V2 is visited, the recursive case will have been caught in the
 988   // above aliasCheck call, so these subsequent calls to aliasCheck
 989   // don't need to assume that V2 is being visited recursively.
 990   Visited.erase(V2);
 991
 992   AliasResult ThisAlias =
 993     aliasCheck(V2, V2Size, V2TBAAInfo, SI->getFalseValue(), SISize, SITBAAInfo);
 994   if (ThisAlias != Alias)
 995     return MayAlias;
 996   return Alias;
 997 }
 998
 999 // aliasPHI - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a PHI instruction
1000 // against another.
1001 AliasAnalysis::AliasResult
1002 BasicAliasAnalysis::aliasPHI(const PHINode *PN, uint64_t PNSize,
1003                              const MDNode *PNTBAAInfo,
1004                              const Value *V2, uint64_t V2Size,
1005                              const MDNode *V2TBAAInfo) {
1006   // The PHI node has already been visited, avoid recursion any further.
1007   if (!Visited.insert(PN))
1008     return MayAlias;
1009
1010   // If the values are PHIs in the same block, we can do a more precise
1011   // as well as efficient check: just check for aliases between the values
1012   // on corresponding edges.
1013   if (const PHINode *PN2 = dyn_cast<PHINode>(V2))
1014     if (PN2->getParent() == PN->getParent()) {
1015       AliasResult Alias =
1016         aliasCheck(PN->getIncomingValue(0), PNSize, PNTBAAInfo,
1017                    PN2->getIncomingValueForBlock(PN->getIncomingBlock(0)),
1018                    V2Size, V2TBAAInfo);
1019       if (Alias == MayAlias)
1020         return MayAlias;
1021       for (unsigned i = 1, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
1022         AliasResult ThisAlias =
1023           aliasCheck(PN->getIncomingValue(i), PNSize, PNTBAAInfo,
1024                      PN2->getIncomingValueForBlock(PN->getIncomingBlock(i)),
1025                      V2Size, V2TBAAInfo);
1026         if (ThisAlias != Alias)
1027           return MayAlias;
1028       }
1029       return Alias;
1030     }
1031
1032   SmallPtrSet<Value*, 4> UniqueSrc;
1033   SmallVector<Value*, 4> V1Srcs;
1034   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
1035     Value *PV1 = PN->getIncomingValue(i);
1036     if (isa<PHINode>(PV1))
1037       // If any of the source itself is a PHI, return MayAlias conservatively
1038       // to avoid compile time explosion. The worst possible case is if both
1039       // sides are PHI nodes. In which case, this is O(m x n) time where 'm'
1040       // and 'n' are the number of PHI sources.
1041       return MayAlias;
1042     if (UniqueSrc.insert(PV1))
1043       V1Srcs.push_back(PV1);
1044   }
1045
1046   AliasResult Alias = aliasCheck(V2, V2Size, V2TBAAInfo,
1047                                  V1Srcs[0], PNSize, PNTBAAInfo);
1048   // Early exit if the check of the first PHI source against V2 is MayAlias.
1049   // Other results are not possible.
1050   if (Alias == MayAlias)
1051     return MayAlias;
1052
1053   // If all sources of the PHI node NoAlias or MustAlias V2, then returns
1054   // NoAlias / MustAlias. Otherwise, returns MayAlias.
1055   for (unsigned i = 1, e = V1Srcs.size(); i != e; ++i) {
1056     Value *V = V1Srcs[i];
1057
1058     // If V2 is visited, the recursive case will have been caught in the
1059     // above aliasCheck call, so these subsequent calls to aliasCheck
1060     // don't need to assume that V2 is being visited recursively.
1061     Visited.erase(V2);
1062
1063     AliasResult ThisAlias = aliasCheck(V2, V2Size, V2TBAAInfo,
1064                                        V, PNSize, PNTBAAInfo);
1065     if (ThisAlias != Alias || ThisAlias == MayAlias)
1066       return MayAlias;
1067   }
1068
1069   return Alias;
1070 }
1071
1072 // aliasCheck - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate in common cases,
1073 // such as array references.
1074 //
1075 AliasAnalysis::AliasResult
1076 BasicAliasAnalysis::aliasCheck(const Value *V1, uint64_t V1Size,
1077                                const MDNode *V1TBAAInfo,
1078                                const Value *V2, uint64_t V2Size,
1079                                const MDNode *V2TBAAInfo) {
1080   // If either of the memory references is empty, it doesn't matter what the
1081   // pointer values are.
1082   if (V1Size == 0 || V2Size == 0)
1083     return NoAlias;
1084
1085   // Strip off any casts if they exist.
1086   V1 = V1->stripPointerCasts();
1087   V2 = V2->stripPointerCasts();
1088
1089   // Are we checking for alias of the same value?
1090   if (V1 == V2) return MustAlias;
1091
1092   if (!V1->getType()->isPointerTy() || !V2->getType()->isPointerTy())
1093     return NoAlias;  // Scalars cannot alias each other
1094
1095   // Figure out what objects these things are pointing to if we can.
1096   const Value *O1 = GetUnderlyingObject(V1, TD);
1097   const Value *O2 = GetUnderlyingObject(V2, TD);
1098
1099   // Null values in the default address space don't point to any object, so they
1100   // don't alias any other pointer.
1101   if (const ConstantPointerNull *CPN = dyn_cast<ConstantPointerNull>(O1))
1102     if (CPN->getType()->getAddressSpace() == 0)
1103       return NoAlias;
1104   if (const ConstantPointerNull *CPN = dyn_cast<ConstantPointerNull>(O2))
1105     if (CPN->getType()->getAddressSpace() == 0)
1106       return NoAlias;
1107
1108   if (O1 != O2) {
1109     // If V1/V2 point to two different objects we know that we have no alias.
1110     if (isIdentifiedObject(O1) && isIdentifiedObject(O2))
1111       return NoAlias;
1112
1113     // Constant pointers can't alias with non-const isIdentifiedObject objects.
1114     if ((isa<Constant>(O1) && isIdentifiedObject(O2) && !isa<Constant>(O2)) ||
1115         (isa<Constant>(O2) && isIdentifiedObject(O1) && !isa<Constant>(O1)))
1116       return NoAlias;
1117
1118     // Arguments can't alias with local allocations or noalias calls
1119     // in the same function.
1120     if (((isa<Argument>(O1) && (isa<AllocaInst>(O2) || isNoAliasCall(O2))) ||
1121          (isa<Argument>(O2) && (isa<AllocaInst>(O1) || isNoAliasCall(O1)))))
1122       return NoAlias;
1123
1124     // Most objects can't alias null.
1125     if ((isa<ConstantPointerNull>(O2) && isKnownNonNull(O1)) ||
1126         (isa<ConstantPointerNull>(O1) && isKnownNonNull(O2)))
1127       return NoAlias;
1128
1129     // If one pointer is the result of a call/invoke or load and the other is a
1130     // non-escaping local object within the same function, then we know the
1131     // object couldn't escape to a point where the call could return it.
1132     //
1133     // Note that if the pointers are in different functions, there are a
1134     // variety of complications. A call with a nocapture argument may still
1135     // temporary store the nocapture argument's value in a temporary memory
1136     // location if that memory location doesn't escape. Or it may pass a
1137     // nocapture value to other functions as long as they don't capture it.
1138     if (isEscapeSource(O1) && isNonEscapingLocalObject(O2))
1139       return NoAlias;
1140     if (isEscapeSource(O2) && isNonEscapingLocalObject(O1))
1141       return NoAlias;
1142   }
1143
1144   // If the size of one access is larger than the entire object on the other
1145   // side, then we know such behavior is undefined and can assume no alias.
1146   if (TD)
1147     if ((V1Size != UnknownSize && isObjectSmallerThan(O2, V1Size, *TD)) ||
1148         (V2Size != UnknownSize && isObjectSmallerThan(O1, V2Size, *TD)))
1149       return NoAlias;
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 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 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 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 PartialAlias;
1190
1191   return AliasAnalysis::alias(Location(V1, V1Size, V1TBAAInfo),
1192                               Location(V2, V2Size, V2TBAAInfo));
1193 }