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   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     const GEPOperator *GEPOp = dyn_cast<GEPOperator>(Op);
 285     if (GEPOp == 0) {
 286       // If it's not a GEP, hand it off to SimplifyInstruction to see if it
 287       // can come up with something. This matches what GetUnderlyingObject does.
 288       if (const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
 289         // TODO: Get a DominatorTree and use it here.
 290         if (const Value *Simplified =
 291               SimplifyInstruction(const_cast<Instruction *>(I), TD)) {
 292           V = Simplified;
 293           continue;
 294         }
 295
 296       return V;
 297     }
 298
 299     // Don't attempt to analyze GEPs over unsized objects.
 300     if (!cast<PointerType>(GEPOp->getOperand(0)->getType())
 301         ->getElementType()->isSized())
 302       return V;
 303
 304     // If we are lacking TargetData information, we can't compute the offets of
 305     // elements computed by GEPs.  However, we can handle bitcast equivalent
 306     // GEPs.
 307     if (TD == 0) {
 308       if (!GEPOp->hasAllZeroIndices())
 309         return V;
 310       V = GEPOp->getOperand(0);
 311       continue;
 312     }
 313
 314     // Walk the indices of the GEP, accumulating them into BaseOff/VarIndices.
 315     gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEPOp);
 316     for (User::const_op_iterator I = GEPOp->op_begin()+1,
 317          E = GEPOp->op_end(); I != E; ++I) {
 318       Value *Index = *I;
 319       // Compute the (potentially symbolic) offset in bytes for this index.
 320       if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI++)) {
 321         // For a struct, add the member offset.
 322         unsigned FieldNo = cast<ConstantInt>(Index)->getZExtValue();
 323         if (FieldNo == 0) continue;
 324
 325         BaseOffs += TD->getStructLayout(STy)->getElementOffset(FieldNo);
 326         continue;
 327       }
 328
 329       // For an array/pointer, add the element offset, explicitly scaled.
 330       if (ConstantInt *CIdx = dyn_cast<ConstantInt>(Index)) {
 331         if (CIdx->isZero()) continue;
 332         BaseOffs += TD->getTypeAllocSize(*GTI)*CIdx->getSExtValue();
 333         continue;
 334       }
 335
 336       uint64_t Scale = TD->getTypeAllocSize(*GTI);
 337       ExtensionKind Extension = EK_NotExtended;
 338
 339       // If the integer type is smaller than the pointer size, it is implicitly
 340       // sign extended to pointer size.
 341       unsigned Width = cast<IntegerType>(Index->getType())->getBitWidth();
 342       if (TD->getPointerSizeInBits() > Width)
 343         Extension = EK_SignExt;
 344
 345       // Use GetLinearExpression to decompose the index into a C1*V+C2 form.
 346       APInt IndexScale(Width, 0), IndexOffset(Width, 0);
 347       Index = GetLinearExpression(Index, IndexScale, IndexOffset, Extension,
 348                                   *TD, 0);
 349
 350       // The GEP index scale ("Scale") scales C1*V+C2, yielding (C1*V+C2)*Scale.
 351       // This gives us an aggregate computation of (C1*Scale)*V + C2*Scale.
 352       BaseOffs += IndexOffset.getSExtValue()*Scale;
 353       Scale *= IndexScale.getSExtValue();
 354
 355
 356       // If we already had an occurrence of this index variable, merge this
 357       // scale into it.  For example, we want to handle:
 358       //   A[x][x] -> x*16 + x*4 -> x*20
 359       // This also ensures that 'x' only appears in the index list once.
 360       for (unsigned i = 0, e = VarIndices.size(); i != e; ++i) {
 361         if (VarIndices[i].V == Index &&
 362             VarIndices[i].Extension == Extension) {
 363           Scale += VarIndices[i].Scale;
 364           VarIndices.erase(VarIndices.begin()+i);
 365           break;
 366         }
 367       }
 368
 369       // Make sure that we have a scale that makes sense for this target's
 370       // pointer size.
 371       if (unsigned ShiftBits = 64-TD->getPointerSizeInBits()) {
 372         Scale <<= ShiftBits;
 373         Scale = (int64_t)Scale >> ShiftBits;
 374       }
 375
 376       if (Scale) {
 377         VariableGEPIndex Entry = {Index, Extension, Scale};
 378         VarIndices.push_back(Entry);
 379       }
 380     }
 381
 382     // Analyze the base pointer next.
 383     V = GEPOp->getOperand(0);
 384   } while (--MaxLookup);
 385
 386   // If the chain of expressions is too deep, just return early.
 387   return V;
 388 }
 389
 390 /// GetIndexDifference - Dest and Src are the variable indices from two
 391 /// decomposed GetElementPtr instructions GEP1 and GEP2 which have common base
 392 /// pointers.  Subtract the GEP2 indices from GEP1 to find the symbolic
 393 /// difference between the two pointers.
 394 static void GetIndexDifference(SmallVectorImpl<VariableGEPIndex> &Dest,
 395                                const SmallVectorImpl<VariableGEPIndex> &Src) {
 396   if (Src.empty()) return;
 397
 398   for (unsigned i = 0, e = Src.size(); i != e; ++i) {
 399     const Value *V = Src[i].V;
 400     ExtensionKind Extension = Src[i].Extension;
 401     int64_t Scale = Src[i].Scale;
 402
 403     // Find V in Dest.  This is N^2, but pointer indices almost never have more
 404     // than a few variable indexes.
 405     for (unsigned j = 0, e = Dest.size(); j != e; ++j) {
 406       if (Dest[j].V != V || Dest[j].Extension != Extension) continue;
 407
 408       // If we found it, subtract off Scale V's from the entry in Dest.  If it
 409       // goes to zero, remove the entry.
 410       if (Dest[j].Scale != Scale)
 411         Dest[j].Scale -= Scale;
 412       else
 413         Dest.erase(Dest.begin()+j);
 414       Scale = 0;
 415       break;
 416     }
 417
 418     // If we didn't consume this entry, add it to the end of the Dest list.
 419     if (Scale) {
 420       VariableGEPIndex Entry = { V, Extension, -Scale };
 421       Dest.push_back(Entry);
 422     }
 423   }
 424 }
 425
 426 //===----------------------------------------------------------------------===//
 427 // BasicAliasAnalysis Pass
 428 //===----------------------------------------------------------------------===//
 429
 430 #ifndef NDEBUG
 431 static const Function *getParent(const Value *V) {
 432   if (const Instruction *inst = dyn_cast<Instruction>(V))
 433     return inst->getParent()->getParent();
 434
 435   if (const Argument *arg = dyn_cast<Argument>(V))
 436     return arg->getParent();
 437
 438   return NULL;
 439 }
 440
 441 static bool notDifferentParent(const Value *O1, const Value *O2) {
 442
 443   const Function *F1 = getParent(O1);
 444   const Function *F2 = getParent(O2);
 445
 446   return !F1 || !F2 || F1 == F2;
 447 }
 448 #endif
 449
 450 namespace {
 451   /// BasicAliasAnalysis - This is the primary alias analysis implementation.
 452   struct BasicAliasAnalysis : public ImmutablePass, public AliasAnalysis {
 453     static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
 454     BasicAliasAnalysis() : ImmutablePass(ID),
 455                            // AliasCache rarely has more than 1 or 2 elements,
 456                            // so start it off fairly small so that clear()
 457                            // doesn't have to tromp through 64 (the default)
 458                            // elements on each alias query. This really wants
 459                            // something like a SmallDenseMap.
 460                            AliasCache(8) {
 461       initializeBasicAliasAnalysisPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
 462     }
 463
 464     virtual void initializePass() {
 465       InitializeAliasAnalysis(this);
 466     }
 467
 468     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
 469       AU.addRequired<AliasAnalysis>();
 470     }
 471
 472     virtual AliasResult alias(const Location &LocA,
 473                               const Location &LocB) {
 474       assert(AliasCache.empty() && "AliasCache must be cleared after use!");
 475       assert(notDifferentParent(LocA.Ptr, LocB.Ptr) &&
 476              "BasicAliasAnalysis doesn't support interprocedural queries.");
 477       AliasResult Alias = aliasCheck(LocA.Ptr, LocA.Size, LocA.TBAATag,
 478                                      LocB.Ptr, LocB.Size, LocB.TBAATag);
 479       AliasCache.clear();
 480       return Alias;
 481     }
 482
 483     virtual ModRefResult getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
 484                                        const Location &Loc);
 485
 486     virtual ModRefResult getModRefInfo(ImmutableCallSite CS1,
 487                                        ImmutableCallSite CS2) {
 488       // The AliasAnalysis base class has some smarts, lets use them.
 489       return AliasAnalysis::getModRefInfo(CS1, CS2);
 490     }
 491
 492     /// pointsToConstantMemory - Chase pointers until we find a (constant
 493     /// global) or not.
 494     virtual bool pointsToConstantMemory(const Location &Loc, bool OrLocal);
 495
 496     /// getModRefBehavior - Return the behavior when calling the given
 497     /// call site.
 498     virtual ModRefBehavior getModRefBehavior(ImmutableCallSite CS);
 499
 500     /// getModRefBehavior - Return the behavior when calling the given function.
 501     /// For use when the call site is not known.
 502     virtual ModRefBehavior getModRefBehavior(const Function *F);
 503
 504     /// getAdjustedAnalysisPointer - This method is used when a pass implements
 505     /// an analysis interface through multiple inheritance.  If needed, it
 506     /// should override this to adjust the this pointer as needed for the
 507     /// specified pass info.
 508     virtual void *getAdjustedAnalysisPointer(const void *ID) {
 509       if (ID == &AliasAnalysis::ID)
 510         return (AliasAnalysis*)this;
 511       return this;
 512     }
 513
 514   private:
 515     // AliasCache - Track alias queries to guard against recursion.
 516     typedef std::pair<Location, Location> LocPair;
 517     typedef DenseMap<LocPair, AliasResult> AliasCacheTy;
 518     AliasCacheTy AliasCache;
 519
 520     // Visited - Track instructions visited by pointsToConstantMemory.
 521     SmallPtrSet<const Value*, 16> Visited;
 522
 523     // aliasGEP - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a GEP
 524     // instruction against another.
 525     AliasResult aliasGEP(const GEPOperator *V1, uint64_t V1Size,
 526                          const Value *V2, uint64_t V2Size,
 527                          const MDNode *V2TBAAInfo,
 528                          const Value *UnderlyingV1, const Value *UnderlyingV2);
 529
 530     // aliasPHI - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a PHI
 531     // instruction against another.
 532     AliasResult aliasPHI(const PHINode *PN, uint64_t PNSize,
 533                          const MDNode *PNTBAAInfo,
 534                          const Value *V2, uint64_t V2Size,
 535                          const MDNode *V2TBAAInfo);
 536
 537     /// aliasSelect - Disambiguate a Select instruction against another value.
 538     AliasResult aliasSelect(const SelectInst *SI, uint64_t SISize,
 539                             const MDNode *SITBAAInfo,
 540                             const Value *V2, uint64_t V2Size,
 541                             const MDNode *V2TBAAInfo);
 542
 543     AliasResult aliasCheck(const Value *V1, uint64_t V1Size,
 544                            const MDNode *V1TBAATag,
 545                            const Value *V2, uint64_t V2Size,
 546                            const MDNode *V2TBAATag);
 547   };
 548 }  // End of anonymous namespace
 549
 550 // Register this pass...
 551 char BasicAliasAnalysis::ID = 0;
 552 INITIALIZE_AG_PASS(BasicAliasAnalysis, AliasAnalysis, "basicaa",
 553                    "Basic Alias Analysis (stateless AA impl)",
 554                    false, true, false)
 555
 556 ImmutablePass *llvm::createBasicAliasAnalysisPass() {
 557   return new BasicAliasAnalysis();
 558 }
 559
 560 /// pointsToConstantMemory - Returns whether the given pointer value
 561 /// points to memory that is local to the function, with global constants being
 562 /// considered local to all functions.
 563 bool
 564 BasicAliasAnalysis::pointsToConstantMemory(const Location &Loc, bool OrLocal) {
 565   assert(Visited.empty() && "Visited must be cleared after use!");
 566
 567   unsigned MaxLookup = 8;
 568   SmallVector<const Value *, 16> Worklist;
 569   Worklist.push_back(Loc.Ptr);
 570   do {
 571     const Value *V = GetUnderlyingObject(Worklist.pop_back_val(), TD);
 572     if (!Visited.insert(V)) {
 573       Visited.clear();
 574       return AliasAnalysis::pointsToConstantMemory(Loc, OrLocal);
 575     }
 576
 577     // An alloca instruction defines local memory.
 578     if (OrLocal && isa<AllocaInst>(V))
 579       continue;
 580
 581     // A global constant counts as local memory for our purposes.
 582     if (const GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V)) {
 583       // Note: this doesn't require GV to be "ODR" because it isn't legal for a
 584       // global to be marked constant in some modules and non-constant in
 585       // others.  GV may even be a declaration, not a definition.
 586       if (!GV->isConstant()) {
 587         Visited.clear();
 588         return AliasAnalysis::pointsToConstantMemory(Loc, OrLocal);
 589       }
 590       continue;
 591     }
 592
 593     // If both select values point to local memory, then so does the select.
 594     if (const SelectInst *SI = dyn_cast<SelectInst>(V)) {
 595       Worklist.push_back(SI->getTrueValue());
 596       Worklist.push_back(SI->getFalseValue());
 597       continue;
 598     }
 599
 600     // If all values incoming to a phi node point to local memory, then so does
 601     // the phi.
 602     if (const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(V)) {
 603       // Don't bother inspecting phi nodes with many operands.
 604       if (PN->getNumIncomingValues() > MaxLookup) {
 605         Visited.clear();
 606         return AliasAnalysis::pointsToConstantMemory(Loc, OrLocal);
 607       }
 608       for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
 609         Worklist.push_back(PN->getIncomingValue(i));
 610       continue;
 611     }
 612
 613     // Otherwise be conservative.
 614     Visited.clear();
 615     return AliasAnalysis::pointsToConstantMemory(Loc, OrLocal);
 616
 617   } while (!Worklist.empty() && --MaxLookup);
 618
 619   Visited.clear();
 620   return Worklist.empty();
 621 }
 622
 623 /// getModRefBehavior - Return the behavior when calling the given call site.
 624 AliasAnalysis::ModRefBehavior
 625 BasicAliasAnalysis::getModRefBehavior(ImmutableCallSite CS) {
 626   if (CS.doesNotAccessMemory())
 627     // Can't do better than this.
 628     return DoesNotAccessMemory;
 629
 630   ModRefBehavior Min = UnknownModRefBehavior;
 631
 632   // If the callsite knows it only reads memory, don't return worse
 633   // than that.
 634   if (CS.onlyReadsMemory())
 635     Min = OnlyReadsMemory;
 636
 637   // The AliasAnalysis base class has some smarts, lets use them.
 638   return ModRefBehavior(AliasAnalysis::getModRefBehavior(CS) & Min);
 639 }
 640
 641 /// getModRefBehavior - Return the behavior when calling the given function.
 642 /// For use when the call site is not known.
 643 AliasAnalysis::ModRefBehavior
 644 BasicAliasAnalysis::getModRefBehavior(const Function *F) {
 645   // If the function declares it doesn't access memory, we can't do better.
 646   if (F->doesNotAccessMemory())
 647     return DoesNotAccessMemory;
 648
 649   // For intrinsics, we can check the table.
 650   if (unsigned iid = F->getIntrinsicID()) {
 651 #define GET_INTRINSIC_MODREF_BEHAVIOR
 652 #include "llvm/Intrinsics.gen"
 653 #undef GET_INTRINSIC_MODREF_BEHAVIOR
 654   }
 655
 656   ModRefBehavior Min = UnknownModRefBehavior;
 657
 658   // If the function declares it only reads memory, go with that.
 659   if (F->onlyReadsMemory())
 660     Min = OnlyReadsMemory;
 661
 662   // Otherwise be conservative.
 663   return ModRefBehavior(AliasAnalysis::getModRefBehavior(F) & Min);
 664 }
 665
 666 /// getModRefInfo - Check to see if the specified callsite can clobber the
 667 /// specified memory object.  Since we only look at local properties of this
 668 /// function, we really can't say much about this query.  We do, however, use
 669 /// simple "address taken" analysis on local objects.
 670 AliasAnalysis::ModRefResult
 671 BasicAliasAnalysis::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
 672                                   const Location &Loc) {
 673   assert(notDifferentParent(CS.getInstruction(), Loc.Ptr) &&
 674          "AliasAnalysis query involving multiple functions!");
 675
 676   const Value *Object = GetUnderlyingObject(Loc.Ptr, TD);
 677
 678   // If this is a tail call and Loc.Ptr points to a stack location, we know that
 679   // the tail call cannot access or modify the local stack.
 680   // We cannot exclude byval arguments here; these belong to the caller of
 681   // the current function not to the current function, and a tail callee
 682   // may reference them.
 683   if (isa<AllocaInst>(Object))
 684     if (const CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(CS.getInstruction()))
 685       if (CI->isTailCall())
 686         return NoModRef;
 687
 688   // If the pointer is to a locally allocated object that does not escape,
 689   // then the call can not mod/ref the pointer unless the call takes the pointer
 690   // as an argument, and itself doesn't capture it.
 691   if (!isa<Constant>(Object) && CS.getInstruction() != Object &&
 692       isNonEscapingLocalObject(Object)) {
 693     bool PassedAsArg = false;
 694     unsigned ArgNo = 0;
 695     for (ImmutableCallSite::arg_iterator CI = CS.arg_begin(), CE = CS.arg_end();
 696          CI != CE; ++CI, ++ArgNo) {
 697       // Only look at the no-capture or byval pointer arguments.  If this
 698       // pointer were passed to arguments that were neither of these, then it
 699       // couldn't be no-capture.
 700       if (!(*CI)->getType()->isPointerTy() ||
 701           (!CS.paramHasAttr(ArgNo+1, Attribute::NoCapture) &&
 702            !CS.paramHasAttr(ArgNo+1, Attribute::ByVal)))
 703         continue;
 704
 705       // If this is a no-capture pointer argument, see if we can tell that it
 706       // is impossible to alias the pointer we're checking.  If not, we have to
 707       // assume that the call could touch the pointer, even though it doesn't
 708       // escape.
 709       if (!isNoAlias(Location(cast<Value>(CI)), Loc)) {
 710         PassedAsArg = true;
 711         break;
 712       }
 713     }
 714
 715     if (!PassedAsArg)
 716       return NoModRef;
 717   }
 718
 719   ModRefResult Min = ModRef;
 720
 721   // Finally, handle specific knowledge of intrinsics.
 722   const IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(CS.getInstruction());
 723   if (II != 0)
 724     switch (II->getIntrinsicID()) {
 725     default: break;
 726     case Intrinsic::memcpy:
 727     case Intrinsic::memmove: {
 728       uint64_t Len = UnknownSize;
 729       if (ConstantInt *LenCI = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(2)))
 730         Len = LenCI->getZExtValue();
 731       Value *Dest = II->getArgOperand(0);
 732       Value *Src = II->getArgOperand(1);
 733       // If it can't overlap the source dest, then it doesn't modref the loc.
 734       if (isNoAlias(Location(Dest, Len), Loc)) {
 735         if (isNoAlias(Location(Src, Len), Loc))
 736           return NoModRef;
 737         // If it can't overlap the dest, then worst case it reads the loc.
 738         Min = Ref;
 739       } else if (isNoAlias(Location(Src, Len), Loc)) {
 740         // If it can't overlap the source, then worst case it mutates the loc.
 741         Min = Mod;
 742       }
 743       break;
 744     }
 745     case Intrinsic::memset:
 746       // Since memset is 'accesses arguments' only, the AliasAnalysis base class
 747       // will handle it for the variable length case.
 748       if (ConstantInt *LenCI = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(2))) {
 749         uint64_t Len = LenCI->getZExtValue();
 750         Value *Dest = II->getArgOperand(0);
 751         if (isNoAlias(Location(Dest, Len), Loc))
 752           return NoModRef;
 753       }
 754       // We know that memset doesn't load anything.
 755       Min = Mod;
 756       break;
 757     case Intrinsic::atomic_cmp_swap:
 758     case Intrinsic::atomic_swap:
 759     case Intrinsic::atomic_load_add:
 760     case Intrinsic::atomic_load_sub:
 761     case Intrinsic::atomic_load_and:
 762     case Intrinsic::atomic_load_nand:
 763     case Intrinsic::atomic_load_or:
 764     case Intrinsic::atomic_load_xor:
 765     case Intrinsic::atomic_load_max:
 766     case Intrinsic::atomic_load_min:
 767     case Intrinsic::atomic_load_umax:
 768     case Intrinsic::atomic_load_umin:
 769       if (TD) {
 770         Value *Op1 = II->getArgOperand(0);
 771         uint64_t Op1Size = TD->getTypeStoreSize(Op1->getType());
 772         MDNode *Tag = II->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa);
 773         if (isNoAlias(Location(Op1, Op1Size, Tag), Loc))
 774           return NoModRef;
 775       }
 776       break;
 777     case Intrinsic::lifetime_start:
 778     case Intrinsic::lifetime_end:
 779     case Intrinsic::invariant_start: {
 780       uint64_t PtrSize =
 781         cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(0))->getZExtValue();
 782       if (isNoAlias(Location(II->getArgOperand(1),
 783                              PtrSize,
 784                              II->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa)),
 785                     Loc))
 786         return NoModRef;
 787       break;
 788     }
 789     case Intrinsic::invariant_end: {
 790       uint64_t PtrSize =
 791         cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(1))->getZExtValue();
 792       if (isNoAlias(Location(II->getArgOperand(2),
 793                              PtrSize,
 794                              II->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa)),
 795                     Loc))
 796         return NoModRef;
 797       break;
 798     }
 799     case Intrinsic::arm_neon_vld1: {
 800       // LLVM's vld1 and vst1 intrinsics currently only support a single
 801       // vector register.
 802       uint64_t Size =
 803         TD ? TD->getTypeStoreSize(II->getType()) : UnknownSize;
 804       if (isNoAlias(Location(II->getArgOperand(0), Size,
 805                              II->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa)),
 806                     Loc))
 807         return NoModRef;
 808       break;
 809     }
 810     case Intrinsic::arm_neon_vst1: {
 811       uint64_t Size =
 812         TD ? TD->getTypeStoreSize(II->getArgOperand(1)->getType()) : UnknownSize;
 813       if (isNoAlias(Location(II->getArgOperand(0), Size,
 814                              II->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa)),
 815                     Loc))
 816         return NoModRef;
 817       break;
 818     }
 819     }
 820
 821   // The AliasAnalysis base class has some smarts, lets use them.
 822   return ModRefResult(AliasAnalysis::getModRefInfo(CS, Loc) & Min);
 823 }
 824
 825 /// aliasGEP - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a GEP instruction
 826 /// against another pointer.  We know that V1 is a GEP, but we don't know
 827 /// anything about V2.  UnderlyingV1 is GetUnderlyingObject(GEP1, TD),
 828 /// UnderlyingV2 is the same for V2.
 829 ///
 830 AliasAnalysis::AliasResult
 831 BasicAliasAnalysis::aliasGEP(const GEPOperator *GEP1, uint64_t V1Size,
 832                              const Value *V2, uint64_t V2Size,
 833                              const MDNode *V2TBAAInfo,
 834                              const Value *UnderlyingV1,
 835                              const Value *UnderlyingV2) {
 836   int64_t GEP1BaseOffset;
 837   SmallVector<VariableGEPIndex, 4> GEP1VariableIndices;
 838
 839   // If we have two gep instructions with must-alias'ing base pointers, figure
 840   // out if the indexes to the GEP tell us anything about the derived pointer.
 841   if (const GEPOperator *GEP2 = dyn_cast<GEPOperator>(V2)) {
 842     // Do the base pointers alias?
 843     AliasResult BaseAlias = aliasCheck(UnderlyingV1, UnknownSize, 0,
 844                                        UnderlyingV2, UnknownSize, 0);
 845
 846     // If we get a No or May, then return it immediately, no amount of analysis
 847     // will improve this situation.
 848     if (BaseAlias != MustAlias) return BaseAlias;
 849
 850     // Otherwise, we have a MustAlias.  Since the base pointers alias each other
 851     // exactly, see if the computed offset from the common pointer tells us
 852     // about the relation of the resulting pointer.
 853     const Value *GEP1BasePtr =
 854       DecomposeGEPExpression(GEP1, GEP1BaseOffset, GEP1VariableIndices, TD);
 855
 856     int64_t GEP2BaseOffset;
 857     SmallVector<VariableGEPIndex, 4> GEP2VariableIndices;
 858     const Value *GEP2BasePtr =
 859       DecomposeGEPExpression(GEP2, GEP2BaseOffset, GEP2VariableIndices, TD);
 860
 861     // If DecomposeGEPExpression isn't able to look all the way through the
 862     // addressing operation, we must not have TD and this is too complex for us
 863     // to handle without it.
 864     if (GEP1BasePtr != UnderlyingV1 || GEP2BasePtr != UnderlyingV2) {
 865       assert(TD == 0 &&
 866              "DecomposeGEPExpression and GetUnderlyingObject disagree!");
 867       return MayAlias;
 868     }
 869
 870     // Subtract the GEP2 pointer from the GEP1 pointer to find out their
 871     // symbolic difference.
 872     GEP1BaseOffset -= GEP2BaseOffset;
 873     GetIndexDifference(GEP1VariableIndices, GEP2VariableIndices);
 874
 875   } else {
 876     // Check to see if these two pointers are related by the getelementptr
 877     // instruction.  If one pointer is a GEP with a non-zero index of the other
 878     // pointer, we know they cannot alias.
 879
 880     // If both accesses are unknown size, we can't do anything useful here.
 881     if (V1Size == UnknownSize && V2Size == UnknownSize)
 882       return MayAlias;
 883
 884     AliasResult R = aliasCheck(UnderlyingV1, UnknownSize, 0,
 885                                V2, V2Size, V2TBAAInfo);
 886     if (R != MustAlias)
 887       // If V2 may alias GEP base pointer, conservatively returns MayAlias.
 888       // If V2 is known not to alias GEP base pointer, then the two values
 889       // cannot alias per GEP semantics: "A pointer value formed from a
 890       // getelementptr instruction is associated with the addresses associated
 891       // with the first operand of the getelementptr".
 892       return R;
 893
 894     const Value *GEP1BasePtr =
 895       DecomposeGEPExpression(GEP1, GEP1BaseOffset, GEP1VariableIndices, TD);
 896
 897     // If DecomposeGEPExpression isn't able to look all the way through the
 898     // addressing operation, we must not have TD and this is too complex for us
 899     // to handle without it.
 900     if (GEP1BasePtr != UnderlyingV1) {
 901       assert(TD == 0 &&
 902              "DecomposeGEPExpression and GetUnderlyingObject disagree!");
 903       return MayAlias;
 904     }
 905   }
 906
 907   // In the two GEP Case, if there is no difference in the offsets of the
 908   // computed pointers, the resultant pointers are a must alias.  This
 909   // hapens when we have two lexically identical GEP's (for example).
 910   //
 911   // In the other case, if we have getelementptr <ptr>, 0, 0, 0, 0, ... and V2
 912   // must aliases the GEP, the end result is a must alias also.
 913   if (GEP1BaseOffset == 0 && GEP1VariableIndices.empty())
 914     return MustAlias;
 915
 916   // If there is a difference between the pointers, but the difference is
 917   // less than the size of the associated memory object, then we know
 918   // that the objects are partially overlapping.
 919   if (GEP1BaseOffset != 0 && GEP1VariableIndices.empty()) {
 920     if (GEP1BaseOffset >= 0 ?
 921         (V2Size != UnknownSize && (uint64_t)GEP1BaseOffset < V2Size) :
 922         (V1Size != UnknownSize && -(uint64_t)GEP1BaseOffset < V1Size &&
 923          GEP1BaseOffset != INT64_MIN))
 924       return PartialAlias;
 925   }
 926
 927   // If we have a known constant offset, see if this offset is larger than the
 928   // access size being queried.  If so, and if no variable indices can remove
 929   // pieces of this constant, then we know we have a no-alias.  For example,
 930   //   &A[100] != &A.
 931
 932   // In order to handle cases like &A[100][i] where i is an out of range
 933   // subscript, we have to ignore all constant offset pieces that are a multiple
 934   // of a scaled index.  Do this by removing constant offsets that are a
 935   // multiple of any of our variable indices.  This allows us to transform
 936   // things like &A[i][1] because i has a stride of (e.g.) 8 bytes but the 1
 937   // provides an offset of 4 bytes (assuming a <= 4 byte access).
 938   for (unsigned i = 0, e = GEP1VariableIndices.size();
 939        i != e && GEP1BaseOffset;++i)
 940     if (int64_t RemovedOffset = GEP1BaseOffset/GEP1VariableIndices[i].Scale)
 941       GEP1BaseOffset -= RemovedOffset*GEP1VariableIndices[i].Scale;
 942
 943   // If our known offset is bigger than the access size, we know we don't have
 944   // an alias.
 945   if (GEP1BaseOffset) {
 946     if (GEP1BaseOffset >= 0 ?
 947         (V2Size != UnknownSize && (uint64_t)GEP1BaseOffset >= V2Size) :
 948         (V1Size != UnknownSize && -(uint64_t)GEP1BaseOffset >= V1Size &&
 949          GEP1BaseOffset != INT64_MIN))
 950       return NoAlias;
 951   }
 952
 953   // Statically, we can see that the base objects are the same, but the
 954   // pointers have dynamic offsets which we can't resolve. And none of our
 955   // little tricks above worked.
 956   //
 957   // TODO: Returning PartialAlias instead of MayAlias is a mild hack; the
 958   // practical effect of this is protecting TBAA in the case of dynamic
 959   // indices into arrays of unions. An alternative way to solve this would
 960   // be to have clang emit extra metadata for unions and/or union accesses.
 961   // A union-specific solution wouldn't handle the problem for malloc'd
 962   // memory however.
 963   return PartialAlias;
 964 }
 965
 966 static AliasAnalysis::AliasResult
 967 MergeAliasResults(AliasAnalysis::AliasResult A, AliasAnalysis::AliasResult B) {
 968   // If the results agree, take it.
 969   if (A == B)
 970     return A;
 971   // A mix of PartialAlias and MustAlias is PartialAlias.
 972   if ((A == AliasAnalysis::PartialAlias && B == AliasAnalysis::MustAlias) ||
 973       (B == AliasAnalysis::PartialAlias && A == AliasAnalysis::MustAlias))
 974     return AliasAnalysis::PartialAlias;
 975   // Otherwise, we don't know anything.
 976   return AliasAnalysis::MayAlias;
 977 }
 978
 979 /// aliasSelect - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a Select
 980 /// instruction against another.
 981 AliasAnalysis::AliasResult
 982 BasicAliasAnalysis::aliasSelect(const SelectInst *SI, uint64_t SISize,
 983                                 const MDNode *SITBAAInfo,
 984                                 const Value *V2, uint64_t V2Size,
 985                                 const MDNode *V2TBAAInfo) {
 986   // If the values are Selects with the same condition, we can do a more precise
 987   // check: just check for aliases between the values on corresponding arms.
 988   if (const SelectInst *SI2 = dyn_cast<SelectInst>(V2))
 989     if (SI->getCondition() == SI2->getCondition()) {
 990       AliasResult Alias =
 991         aliasCheck(SI->getTrueValue(), SISize, SITBAAInfo,
 992                    SI2->getTrueValue(), V2Size, V2TBAAInfo);
 993       if (Alias == MayAlias)
 994         return MayAlias;
 995       AliasResult ThisAlias =
 996         aliasCheck(SI->getFalseValue(), SISize, SITBAAInfo,
 997                    SI2->getFalseValue(), V2Size, V2TBAAInfo);
 998       return MergeAliasResults(ThisAlias, Alias);
 999     }
1000
1001   // If both arms of the Select node NoAlias or MustAlias V2, then returns
1002   // NoAlias / MustAlias. Otherwise, returns MayAlias.
1003   AliasResult Alias =
1004     aliasCheck(V2, V2Size, V2TBAAInfo, SI->getTrueValue(), SISize, SITBAAInfo);
1005   if (Alias == MayAlias)
1006     return MayAlias;
1007
1008   AliasResult ThisAlias =
1009     aliasCheck(V2, V2Size, V2TBAAInfo, SI->getFalseValue(), SISize, SITBAAInfo);
1010   return MergeAliasResults(ThisAlias, Alias);
1011 }
1012
1013 // aliasPHI - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a PHI instruction
1014 // against another.
1015 AliasAnalysis::AliasResult
1016 BasicAliasAnalysis::aliasPHI(const PHINode *PN, uint64_t PNSize,
1017                              const MDNode *PNTBAAInfo,
1018                              const Value *V2, uint64_t V2Size,
1019                              const MDNode *V2TBAAInfo) {
1020   // If the values are PHIs in the same block, we can do a more precise
1021   // as well as efficient check: just check for aliases between the values
1022   // on corresponding edges.
1023   if (const PHINode *PN2 = dyn_cast<PHINode>(V2))
1024     if (PN2->getParent() == PN->getParent()) {
1025       AliasResult Alias =
1026         aliasCheck(PN->getIncomingValue(0), PNSize, PNTBAAInfo,
1027                    PN2->getIncomingValueForBlock(PN->getIncomingBlock(0)),
1028                    V2Size, V2TBAAInfo);
1029       if (Alias == MayAlias)
1030         return MayAlias;
1031       for (unsigned i = 1, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
1032         AliasResult ThisAlias =
1033           aliasCheck(PN->getIncomingValue(i), PNSize, PNTBAAInfo,
1034                      PN2->getIncomingValueForBlock(PN->getIncomingBlock(i)),
1035                      V2Size, V2TBAAInfo);
1036         Alias = MergeAliasResults(ThisAlias, Alias);
1037         if (Alias == MayAlias)
1038           break;
1039       }
1040       return Alias;
1041     }
1042
1043   SmallPtrSet<Value*, 4> UniqueSrc;
1044   SmallVector<Value*, 4> V1Srcs;
1045   for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
1046     Value *PV1 = PN->getIncomingValue(i);
1047     if (isa<PHINode>(PV1))
1048       // If any of the source itself is a PHI, return MayAlias conservatively
1049       // to avoid compile time explosion. The worst possible case is if both
1050       // sides are PHI nodes. In which case, this is O(m x n) time where 'm'
1051       // and 'n' are the number of PHI sources.
1052       return MayAlias;
1053     if (UniqueSrc.insert(PV1))
1054       V1Srcs.push_back(PV1);
1055   }
1056
1057   AliasResult Alias = aliasCheck(V2, V2Size, V2TBAAInfo,
1058                                  V1Srcs[0], PNSize, PNTBAAInfo);
1059   // Early exit if the check of the first PHI source against V2 is MayAlias.
1060   // Other results are not possible.
1061   if (Alias == MayAlias)
1062     return MayAlias;
1063
1064   // If all sources of the PHI node NoAlias or MustAlias V2, then returns
1065   // NoAlias / MustAlias. Otherwise, returns MayAlias.
1066   for (unsigned i = 1, e = V1Srcs.size(); i != e; ++i) {
1067     Value *V = V1Srcs[i];
1068
1069     AliasResult ThisAlias = aliasCheck(V2, V2Size, V2TBAAInfo,
1070                                        V, PNSize, PNTBAAInfo);
1071     Alias = MergeAliasResults(ThisAlias, Alias);
1072     if (Alias == MayAlias)
1073       break;
1074   }
1075
1076   return Alias;
1077 }
1078
1079 // aliasCheck - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate in common cases,
1080 // such as array references.
1081 //
1082 AliasAnalysis::AliasResult
1083 BasicAliasAnalysis::aliasCheck(const Value *V1, uint64_t V1Size,
1084                                const MDNode *V1TBAAInfo,
1085                                const Value *V2, uint64_t V2Size,
1086                                const MDNode *V2TBAAInfo) {
1087   // If either of the memory references is empty, it doesn't matter what the
1088   // pointer values are.
1089   if (V1Size == 0 || V2Size == 0)
1090     return NoAlias;
1091
1092   // Strip off any casts if they exist.
1093   V1 = V1->stripPointerCasts();
1094   V2 = V2->stripPointerCasts();
1095
1096   // Are we checking for alias of the same value?
1097   if (V1 == V2) return MustAlias;
1098
1099   if (!V1->getType()->isPointerTy() || !V2->getType()->isPointerTy())
1100     return NoAlias;  // Scalars cannot alias each other
1101
1102   // Figure out what objects these things are pointing to if we can.
1103   const Value *O1 = GetUnderlyingObject(V1, TD);
1104   const Value *O2 = GetUnderlyingObject(V2, TD);
1105
1106   // Null values in the default address space don't point to any object, so they
1107   // don't alias any other pointer.
1108   if (const ConstantPointerNull *CPN = dyn_cast<ConstantPointerNull>(O1))
1109     if (CPN->getType()->getAddressSpace() == 0)
1110       return NoAlias;
1111   if (const ConstantPointerNull *CPN = dyn_cast<ConstantPointerNull>(O2))
1112     if (CPN->getType()->getAddressSpace() == 0)
1113       return NoAlias;
1114
1115   if (O1 != O2) {
1116     // If V1/V2 point to two different objects we know that we have no alias.
1117     if (isIdentifiedObject(O1) && isIdentifiedObject(O2))
1118       return NoAlias;
1119
1120     // Constant pointers can't alias with non-const isIdentifiedObject objects.
1121     if ((isa<Constant>(O1) && isIdentifiedObject(O2) && !isa<Constant>(O2)) ||
1122         (isa<Constant>(O2) && isIdentifiedObject(O1) && !isa<Constant>(O1)))
1123       return NoAlias;
1124
1125     // Arguments can't alias with local allocations or noalias calls
1126     // in the same function.
1127     if (((isa<Argument>(O1) && (isa<AllocaInst>(O2) || isNoAliasCall(O2))) ||
1128          (isa<Argument>(O2) && (isa<AllocaInst>(O1) || isNoAliasCall(O1)))))
1129       return NoAlias;
1130
1131     // Most objects can't alias null.
1132     if ((isa<ConstantPointerNull>(O2) && isKnownNonNull(O1)) ||
1133         (isa<ConstantPointerNull>(O1) && isKnownNonNull(O2)))
1134       return NoAlias;
1135
1136     // If one pointer is the result of a call/invoke or load and the other is a
1137     // non-escaping local object within the same function, then we know the
1138     // object couldn't escape to a point where the call could return it.
1139     //
1140     // Note that if the pointers are in different functions, there are a
1141     // variety of complications. A call with a nocapture argument may still
1142     // temporary store the nocapture argument's value in a temporary memory
1143     // location if that memory location doesn't escape. Or it may pass a
1144     // nocapture value to other functions as long as they don't capture it.
1145     if (isEscapeSource(O1) && isNonEscapingLocalObject(O2))
1146       return NoAlias;
1147     if (isEscapeSource(O2) && isNonEscapingLocalObject(O1))
1148       return NoAlias;
1149   }
1150
1151   // If the size of one access is larger than the entire object on the other
1152   // side, then we know such behavior is undefined and can assume no alias.
1153   if (TD)
1154     if ((V1Size != UnknownSize && isObjectSmallerThan(O2, V1Size, *TD)) ||
1155         (V2Size != UnknownSize && isObjectSmallerThan(O1, V2Size, *TD)))
1156       return NoAlias;
1157
1158   // Check the cache before climbing up use-def chains. This also terminates
1159   // otherwise infinitely recursive queries.
1160   LocPair Locs(Location(V1, V1Size, V1TBAAInfo),
1161                Location(V2, V2Size, V2TBAAInfo));
1162   if (V1 > V2)
1163     std::swap(Locs.first, Locs.second);
1164   std::pair<AliasCacheTy::iterator, bool> Pair =
1165     AliasCache.insert(std::make_pair(Locs, MayAlias));
1166   if (!Pair.second)
1167     return Pair.first->second;
1168
1169   // FIXME: This isn't aggressively handling alias(GEP, PHI) for example: if the
1170   // GEP can't simplify, we don't even look at the PHI cases.
1171   if (!isa<GEPOperator>(V1) && isa<GEPOperator>(V2)) {
1172     std::swap(V1, V2);
1173     std::swap(V1Size, V2Size);
1174     std::swap(O1, O2);
1175   }
1176   if (const GEPOperator *GV1 = dyn_cast<GEPOperator>(V1)) {
1177     AliasResult Result = aliasGEP(GV1, V1Size, V2, V2Size, V2TBAAInfo, O1, O2);
1178     if (Result != MayAlias) return AliasCache[Locs] = Result;
1179   }
1180
1181   if (isa<PHINode>(V2) && !isa<PHINode>(V1)) {
1182     std::swap(V1, V2);
1183     std::swap(V1Size, V2Size);
1184   }
1185   if (const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(V1)) {
1186     AliasResult Result = aliasPHI(PN, V1Size, V1TBAAInfo,
1187                                   V2, V2Size, V2TBAAInfo);
1188     if (Result != MayAlias) return AliasCache[Locs] = Result;
1189   }
1190
1191   if (isa<SelectInst>(V2) && !isa<SelectInst>(V1)) {
1192     std::swap(V1, V2);
1193     std::swap(V1Size, V2Size);
1194   }
1195   if (const SelectInst *S1 = dyn_cast<SelectInst>(V1)) {
1196     AliasResult Result = aliasSelect(S1, V1Size, V1TBAAInfo,
1197                                      V2, V2Size, V2TBAAInfo);
1198     if (Result != MayAlias) return AliasCache[Locs] = Result;
1199   }
1200
1201   // If both pointers are pointing into the same object and one of them
1202   // accesses is accessing the entire object, then the accesses must
1203   // overlap in some way.
1204   if (TD && O1 == O2)
1205     if ((V1Size != UnknownSize && isObjectSize(O1, V1Size, *TD)) ||
1206         (V2Size != UnknownSize && isObjectSize(O2, V2Size, *TD)))
1207       return AliasCache[Locs] = PartialAlias;
1208
1209   AliasResult Result =
1210     AliasAnalysis::alias(Location(V1, V1Size, V1TBAAInfo),
1211                          Location(V2, V2Size, V2TBAAInfo));
1212   return AliasCache[Locs] = Result;
1213 }