Reformat.
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / LoopAccessAnalysis.cpp
1 //===- LoopAccessAnalysis.cpp - Loop Access Analysis Implementation --------==//
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 // The implementation for the loop memory dependence that was originally
11 // developed for the loop vectorizer.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #include "llvm/Analysis/LoopAccessAnalysis.h"
16 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
17 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolutionExpander.h"
18 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
19 #include "llvm/IR/DiagnosticInfo.h"
20 #include "llvm/IR/Dominators.h"
21 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
22 #include "llvm/Support/Debug.h"
23 #include "llvm/Transforms/Utils/VectorUtils.h"
24 using namespace llvm;
25
26 #define DEBUG_TYPE "loop-vectorize"
27
28 void VectorizationReport::emitAnalysis(VectorizationReport &Message,
29                                        const Function *TheFunction,
30                                        const Loop *TheLoop) {
31   DebugLoc DL = TheLoop->getStartLoc();
32   if (Instruction *I = Message.getInstr())
33     DL = I->getDebugLoc();
34   emitOptimizationRemarkAnalysis(TheFunction->getContext(), DEBUG_TYPE,
35                                  *TheFunction, DL, Message.str());
36 }
37
38 Value *llvm::stripIntegerCast(Value *V) {
39   if (CastInst *CI = dyn_cast<CastInst>(V))
40     if (CI->getOperand(0)->getType()->isIntegerTy())
41       return CI->getOperand(0);
42   return V;
43 }
44
45 const SCEV *llvm::replaceSymbolicStrideSCEV(ScalarEvolution *SE,
46                                             ValueToValueMap &PtrToStride,
47                                             Value *Ptr, Value *OrigPtr) {
48
49   const SCEV *OrigSCEV = SE->getSCEV(Ptr);
50
51   // If there is an entry in the map return the SCEV of the pointer with the
52   // symbolic stride replaced by one.
53   ValueToValueMap::iterator SI = PtrToStride.find(OrigPtr ? OrigPtr : Ptr);
54   if (SI != PtrToStride.end()) {
55     Value *StrideVal = SI->second;
56
57     // Strip casts.
58     StrideVal = stripIntegerCast(StrideVal);
59
60     // Replace symbolic stride by one.
61     Value *One = ConstantInt::get(StrideVal->getType(), 1);
62     ValueToValueMap RewriteMap;
63     RewriteMap[StrideVal] = One;
64
65     const SCEV *ByOne =
66         SCEVParameterRewriter::rewrite(OrigSCEV, *SE, RewriteMap, true);
67     DEBUG(dbgs() << "LV: Replacing SCEV: " << *OrigSCEV << " by: " << *ByOne
68                  << "\n");
69     return ByOne;
70   }
71
72   // Otherwise, just return the SCEV of the original pointer.
73   return SE->getSCEV(Ptr);
74 }
75
76 void LoopAccessInfo::RuntimePointerCheck::insert(ScalarEvolution *SE, Loop *Lp,
77                                                  Value *Ptr, bool WritePtr,
78                                                  unsigned DepSetId,
79                                                  unsigned ASId,
80                                                  ValueToValueMap &Strides) {
81   // Get the stride replaced scev.
82   const SCEV *Sc = replaceSymbolicStrideSCEV(SE, Strides, Ptr);
83   const SCEVAddRecExpr *AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Sc);
84   assert(AR && "Invalid addrec expression");
85   const SCEV *Ex = SE->getBackedgeTakenCount(Lp);
86   const SCEV *ScEnd = AR->evaluateAtIteration(Ex, *SE);
87   Pointers.push_back(Ptr);
88   Starts.push_back(AR->getStart());
89   Ends.push_back(ScEnd);
90   IsWritePtr.push_back(WritePtr);
91   DependencySetId.push_back(DepSetId);
92   AliasSetId.push_back(ASId);
93 }
94
95 bool LoopAccessInfo::RuntimePointerCheck::needsChecking(unsigned I,
96                                                         unsigned J) const {
97   // No need to check if two readonly pointers intersect.
98   if (!IsWritePtr[I] && !IsWritePtr[J])
99     return false;
100
101   // Only need to check pointers between two different dependency sets.
102   if (DependencySetId[I] == DependencySetId[J])
103     return false;
104
105   // Only need to check pointers in the same alias set.
106   if (AliasSetId[I] != AliasSetId[J])
107     return false;
108
109   return true;
110 }
111
112 namespace {
113 /// \brief Analyses memory accesses in a loop.
114 ///
115 /// Checks whether run time pointer checks are needed and builds sets for data
116 /// dependence checking.
117 class AccessAnalysis {
118 public:
119   /// \brief Read or write access location.
120   typedef PointerIntPair<Value *, 1, bool> MemAccessInfo;
121   typedef SmallPtrSet<MemAccessInfo, 8> MemAccessInfoSet;
122
123   /// \brief Set of potential dependent memory accesses.
124   typedef EquivalenceClasses<MemAccessInfo> DepCandidates;
125
126   AccessAnalysis(const DataLayout *Dl, AliasAnalysis *AA, DepCandidates &DA) :
127     DL(Dl), AST(*AA), DepCands(DA), IsRTCheckNeeded(false) {}
128
129   /// \brief Register a load  and whether it is only read from.
130   void addLoad(AliasAnalysis::Location &Loc, bool IsReadOnly) {
131     Value *Ptr = const_cast<Value*>(Loc.Ptr);
132     AST.add(Ptr, AliasAnalysis::UnknownSize, Loc.AATags);
133     Accesses.insert(MemAccessInfo(Ptr, false));
134     if (IsReadOnly)
135       ReadOnlyPtr.insert(Ptr);
136   }
137
138   /// \brief Register a store.
139   void addStore(AliasAnalysis::Location &Loc) {
140     Value *Ptr = const_cast<Value*>(Loc.Ptr);
141     AST.add(Ptr, AliasAnalysis::UnknownSize, Loc.AATags);
142     Accesses.insert(MemAccessInfo(Ptr, true));
143   }
144
145   /// \brief Check whether we can check the pointers at runtime for
146   /// non-intersection.
147   bool canCheckPtrAtRT(LoopAccessInfo::RuntimePointerCheck &RtCheck,
148                        unsigned &NumComparisons,
149                        ScalarEvolution *SE, Loop *TheLoop,
150                        ValueToValueMap &Strides,
151                        bool ShouldCheckStride = false);
152
153   /// \brief Goes over all memory accesses, checks whether a RT check is needed
154   /// and builds sets of dependent accesses.
155   void buildDependenceSets() {
156     processMemAccesses();
157   }
158
159   bool isRTCheckNeeded() { return IsRTCheckNeeded; }
160
161   bool isDependencyCheckNeeded() { return !CheckDeps.empty(); }
162   void resetDepChecks() { CheckDeps.clear(); }
163
164   MemAccessInfoSet &getDependenciesToCheck() { return CheckDeps; }
165
166 private:
167   typedef SetVector<MemAccessInfo> PtrAccessSet;
168
169   /// \brief Go over all memory access and check whether runtime pointer checks
170   /// are needed /// and build sets of dependency check candidates.
171   void processMemAccesses();
172
173   /// Set of all accesses.
174   PtrAccessSet Accesses;
175
176   /// Set of accesses that need a further dependence check.
177   MemAccessInfoSet CheckDeps;
178
179   /// Set of pointers that are read only.
180   SmallPtrSet<Value*, 16> ReadOnlyPtr;
181
182   const DataLayout *DL;
183
184   /// An alias set tracker to partition the access set by underlying object and
185   //intrinsic property (such as TBAA metadata).
186   AliasSetTracker AST;
187
188   /// Sets of potentially dependent accesses - members of one set share an
189   /// underlying pointer. The set "CheckDeps" identfies which sets really need a
190   /// dependence check.
191   DepCandidates &DepCands;
192
193   bool IsRTCheckNeeded;
194 };
195
196 } // end anonymous namespace
197
198 /// \brief Check whether a pointer can participate in a runtime bounds check.
199 static bool hasComputableBounds(ScalarEvolution *SE, ValueToValueMap &Strides,
200                                 Value *Ptr) {
201   const SCEV *PtrScev = replaceSymbolicStrideSCEV(SE, Strides, Ptr);
202   const SCEVAddRecExpr *AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(PtrScev);
203   if (!AR)
204     return false;
205
206   return AR->isAffine();
207 }
208
209 /// \brief Check the stride of the pointer and ensure that it does not wrap in
210 /// the address space.
211 static int isStridedPtr(ScalarEvolution *SE, const DataLayout *DL, Value *Ptr,
212                         const Loop *Lp, ValueToValueMap &StridesMap);
213
214 bool AccessAnalysis::canCheckPtrAtRT(
215     LoopAccessInfo::RuntimePointerCheck &RtCheck,
216     unsigned &NumComparisons, ScalarEvolution *SE, Loop *TheLoop,
217     ValueToValueMap &StridesMap, bool ShouldCheckStride) {
218   // Find pointers with computable bounds. We are going to use this information
219   // to place a runtime bound check.
220   bool CanDoRT = true;
221
222   bool IsDepCheckNeeded = isDependencyCheckNeeded();
223   NumComparisons = 0;
224
225   // We assign a consecutive id to access from different alias sets.
226   // Accesses between different groups doesn't need to be checked.
227   unsigned ASId = 1;
228   for (auto &AS : AST) {
229     unsigned NumReadPtrChecks = 0;
230     unsigned NumWritePtrChecks = 0;
231
232     // We assign consecutive id to access from different dependence sets.
233     // Accesses within the same set don't need a runtime check.
234     unsigned RunningDepId = 1;
235     DenseMap<Value *, unsigned> DepSetId;
236
237     for (auto A : AS) {
238       Value *Ptr = A.getValue();
239       bool IsWrite = Accesses.count(MemAccessInfo(Ptr, true));
240       MemAccessInfo Access(Ptr, IsWrite);
241
242       if (IsWrite)
243         ++NumWritePtrChecks;
244       else
245         ++NumReadPtrChecks;
246
247       if (hasComputableBounds(SE, StridesMap, Ptr) &&
248           // When we run after a failing dependency check we have to make sure we
249           // don't have wrapping pointers.
250           (!ShouldCheckStride ||
251            isStridedPtr(SE, DL, Ptr, TheLoop, StridesMap) == 1)) {
252         // The id of the dependence set.
253         unsigned DepId;
254
255         if (IsDepCheckNeeded) {
256           Value *Leader = DepCands.getLeaderValue(Access).getPointer();
257           unsigned &LeaderId = DepSetId[Leader];
258           if (!LeaderId)
259             LeaderId = RunningDepId++;
260           DepId = LeaderId;
261         } else
262           // Each access has its own dependence set.
263           DepId = RunningDepId++;
264
265         RtCheck.insert(SE, TheLoop, Ptr, IsWrite, DepId, ASId, StridesMap);
266
267         DEBUG(dbgs() << "LV: Found a runtime check ptr:" << *Ptr << '\n');
268       } else {
269         CanDoRT = false;
270       }
271     }
272
273     if (IsDepCheckNeeded && CanDoRT && RunningDepId == 2)
274       NumComparisons += 0; // Only one dependence set.
275     else {
276       NumComparisons += (NumWritePtrChecks * (NumReadPtrChecks +
277                                               NumWritePtrChecks - 1));
278     }
279
280     ++ASId;
281   }
282
283   // If the pointers that we would use for the bounds comparison have different
284   // address spaces, assume the values aren't directly comparable, so we can't
285   // use them for the runtime check. We also have to assume they could
286   // overlap. In the future there should be metadata for whether address spaces
287   // are disjoint.
288   unsigned NumPointers = RtCheck.Pointers.size();
289   for (unsigned i = 0; i < NumPointers; ++i) {
290     for (unsigned j = i + 1; j < NumPointers; ++j) {
291       // Only need to check pointers between two different dependency sets.
292       if (RtCheck.DependencySetId[i] == RtCheck.DependencySetId[j])
293        continue;
294       // Only need to check pointers in the same alias set.
295       if (RtCheck.AliasSetId[i] != RtCheck.AliasSetId[j])
296         continue;
297
298       Value *PtrI = RtCheck.Pointers[i];
299       Value *PtrJ = RtCheck.Pointers[j];
300
301       unsigned ASi = PtrI->getType()->getPointerAddressSpace();
302       unsigned ASj = PtrJ->getType()->getPointerAddressSpace();
303       if (ASi != ASj) {
304         DEBUG(dbgs() << "LV: Runtime check would require comparison between"
305                         " different address spaces\n");
306         return false;
307       }
308     }
309   }
310
311   return CanDoRT;
312 }
313
314 void AccessAnalysis::processMemAccesses() {
315   // We process the set twice: first we process read-write pointers, last we
316   // process read-only pointers. This allows us to skip dependence tests for
317   // read-only pointers.
318
319   DEBUG(dbgs() << "LV: Processing memory accesses...\n");
320   DEBUG(dbgs() << "  AST: "; AST.dump());
321   DEBUG(dbgs() << "LV:   Accesses:\n");
322   DEBUG({
323     for (auto A : Accesses)
324       dbgs() << "\t" << *A.getPointer() << " (" <<
325                 (A.getInt() ? "write" : (ReadOnlyPtr.count(A.getPointer()) ?
326                                          "read-only" : "read")) << ")\n";
327   });
328
329   // The AliasSetTracker has nicely partitioned our pointers by metadata
330   // compatibility and potential for underlying-object overlap. As a result, we
331   // only need to check for potential pointer dependencies within each alias
332   // set.
333   for (auto &AS : AST) {
334     // Note that both the alias-set tracker and the alias sets themselves used
335     // linked lists internally and so the iteration order here is deterministic
336     // (matching the original instruction order within each set).
337
338     bool SetHasWrite = false;
339
340     // Map of pointers to last access encountered.
341     typedef DenseMap<Value*, MemAccessInfo> UnderlyingObjToAccessMap;
342     UnderlyingObjToAccessMap ObjToLastAccess;
343
344     // Set of access to check after all writes have been processed.
345     PtrAccessSet DeferredAccesses;
346
347     // Iterate over each alias set twice, once to process read/write pointers,
348     // and then to process read-only pointers.
349     for (int SetIteration = 0; SetIteration < 2; ++SetIteration) {
350       bool UseDeferred = SetIteration > 0;
351       PtrAccessSet &S = UseDeferred ? DeferredAccesses : Accesses;
352
353       for (auto AV : AS) {
354         Value *Ptr = AV.getValue();
355
356         // For a single memory access in AliasSetTracker, Accesses may contain
357         // both read and write, and they both need to be handled for CheckDeps.
358         for (auto AC : S) {
359           if (AC.getPointer() != Ptr)
360             continue;
361
362           bool IsWrite = AC.getInt();
363
364           // If we're using the deferred access set, then it contains only
365           // reads.
366           bool IsReadOnlyPtr = ReadOnlyPtr.count(Ptr) && !IsWrite;
367           if (UseDeferred && !IsReadOnlyPtr)
368             continue;
369           // Otherwise, the pointer must be in the PtrAccessSet, either as a
370           // read or a write.
371           assert(((IsReadOnlyPtr && UseDeferred) || IsWrite ||
372                   S.count(MemAccessInfo(Ptr, false))) &&
373                  "Alias-set pointer not in the access set?");
374
375           MemAccessInfo Access(Ptr, IsWrite);
376           DepCands.insert(Access);
377
378           // Memorize read-only pointers for later processing and skip them in
379           // the first round (they need to be checked after we have seen all
380           // write pointers). Note: we also mark pointer that are not
381           // consecutive as "read-only" pointers (so that we check
382           // "a[b[i]] +="). Hence, we need the second check for "!IsWrite".
383           if (!UseDeferred && IsReadOnlyPtr) {
384             DeferredAccesses.insert(Access);
385             continue;
386           }
387
388           // If this is a write - check other reads and writes for conflicts. If
389           // this is a read only check other writes for conflicts (but only if
390           // there is no other write to the ptr - this is an optimization to
391           // catch "a[i] = a[i] + " without having to do a dependence check).
392           if ((IsWrite || IsReadOnlyPtr) && SetHasWrite) {
393             CheckDeps.insert(Access);
394             IsRTCheckNeeded = true;
395           }
396
397           if (IsWrite)
398             SetHasWrite = true;
399
400           // Create sets of pointers connected by a shared alias set and
401           // underlying object.
402           typedef SmallVector<Value *, 16> ValueVector;
403           ValueVector TempObjects;
404           GetUnderlyingObjects(Ptr, TempObjects, DL);
405           for (Value *UnderlyingObj : TempObjects) {
406             UnderlyingObjToAccessMap::iterator Prev =
407                 ObjToLastAccess.find(UnderlyingObj);
408             if (Prev != ObjToLastAccess.end())
409               DepCands.unionSets(Access, Prev->second);
410
411             ObjToLastAccess[UnderlyingObj] = Access;
412           }
413         }
414       }
415     }
416   }
417 }
418
419 namespace {
420 /// \brief Checks memory dependences among accesses to the same underlying
421 /// object to determine whether there vectorization is legal or not (and at
422 /// which vectorization factor).
423 ///
424 /// This class works under the assumption that we already checked that memory
425 /// locations with different underlying pointers are "must-not alias".
426 /// We use the ScalarEvolution framework to symbolically evalutate access
427 /// functions pairs. Since we currently don't restructure the loop we can rely
428 /// on the program order of memory accesses to determine their safety.
429 /// At the moment we will only deem accesses as safe for:
430 ///  * A negative constant distance assuming program order.
431 ///
432 ///      Safe: tmp = a[i + 1];     OR     a[i + 1] = x;
433 ///            a[i] = tmp;                y = a[i];
434 ///
435 ///   The latter case is safe because later checks guarantuee that there can't
436 ///   be a cycle through a phi node (that is, we check that "x" and "y" is not
437 ///   the same variable: a header phi can only be an induction or a reduction, a
438 ///   reduction can't have a memory sink, an induction can't have a memory
439 ///   source). This is important and must not be violated (or we have to
440 ///   resort to checking for cycles through memory).
441 ///
442 ///  * A positive constant distance assuming program order that is bigger
443 ///    than the biggest memory access.
444 ///
445 ///     tmp = a[i]        OR              b[i] = x
446 ///     a[i+2] = tmp                      y = b[i+2];
447 ///
448 ///     Safe distance: 2 x sizeof(a[0]), and 2 x sizeof(b[0]), respectively.
449 ///
450 ///  * Zero distances and all accesses have the same size.
451 ///
452 class MemoryDepChecker {
453 public:
454   typedef PointerIntPair<Value *, 1, bool> MemAccessInfo;
455   typedef SmallPtrSet<MemAccessInfo, 8> MemAccessInfoSet;
456
457   MemoryDepChecker(ScalarEvolution *Se, const DataLayout *Dl, const Loop *L,
458                    const LoopAccessInfo::VectorizerParams &VectParams)
459       : SE(Se), DL(Dl), InnermostLoop(L), AccessIdx(0),
460         ShouldRetryWithRuntimeCheck(false), VectParams(VectParams) {}
461
462   /// \brief Register the location (instructions are given increasing numbers)
463   /// of a write access.
464   void addAccess(StoreInst *SI) {
465     Value *Ptr = SI->getPointerOperand();
466     Accesses[MemAccessInfo(Ptr, true)].push_back(AccessIdx);
467     InstMap.push_back(SI);
468     ++AccessIdx;
469   }
470
471   /// \brief Register the location (instructions are given increasing numbers)
472   /// of a write access.
473   void addAccess(LoadInst *LI) {
474     Value *Ptr = LI->getPointerOperand();
475     Accesses[MemAccessInfo(Ptr, false)].push_back(AccessIdx);
476     InstMap.push_back(LI);
477     ++AccessIdx;
478   }
479
480   /// \brief Check whether the dependencies between the accesses are safe.
481   ///
482   /// Only checks sets with elements in \p CheckDeps.
483   bool areDepsSafe(AccessAnalysis::DepCandidates &AccessSets,
484                    MemAccessInfoSet &CheckDeps, ValueToValueMap &Strides);
485
486   /// \brief The maximum number of bytes of a vector register we can vectorize
487   /// the accesses safely with.
488   unsigned getMaxSafeDepDistBytes() { return MaxSafeDepDistBytes; }
489
490   /// \brief In same cases when the dependency check fails we can still
491   /// vectorize the loop with a dynamic array access check.
492   bool shouldRetryWithRuntimeCheck() { return ShouldRetryWithRuntimeCheck; }
493
494 private:
495   ScalarEvolution *SE;
496   const DataLayout *DL;
497   const Loop *InnermostLoop;
498
499   /// \brief Maps access locations (ptr, read/write) to program order.
500   DenseMap<MemAccessInfo, std::vector<unsigned> > Accesses;
501
502   /// \brief Memory access instructions in program order.
503   SmallVector<Instruction *, 16> InstMap;
504
505   /// \brief The program order index to be used for the next instruction.
506   unsigned AccessIdx;
507
508   // We can access this many bytes in parallel safely.
509   unsigned MaxSafeDepDistBytes;
510
511   /// \brief If we see a non-constant dependence distance we can still try to
512   /// vectorize this loop with runtime checks.
513   bool ShouldRetryWithRuntimeCheck;
514
515   /// \brief Vectorizer parameters used by the analysis.
516   LoopAccessInfo::VectorizerParams VectParams;
517
518   /// \brief Check whether there is a plausible dependence between the two
519   /// accesses.
520   ///
521   /// Access \p A must happen before \p B in program order. The two indices
522   /// identify the index into the program order map.
523   ///
524   /// This function checks  whether there is a plausible dependence (or the
525   /// absence of such can't be proved) between the two accesses. If there is a
526   /// plausible dependence but the dependence distance is bigger than one
527   /// element access it records this distance in \p MaxSafeDepDistBytes (if this
528   /// distance is smaller than any other distance encountered so far).
529   /// Otherwise, this function returns true signaling a possible dependence.
530   bool isDependent(const MemAccessInfo &A, unsigned AIdx,
531                    const MemAccessInfo &B, unsigned BIdx,
532                    ValueToValueMap &Strides);
533
534   /// \brief Check whether the data dependence could prevent store-load
535   /// forwarding.
536   bool couldPreventStoreLoadForward(unsigned Distance, unsigned TypeByteSize);
537 };
538
539 } // end anonymous namespace
540
541 static bool isInBoundsGep(Value *Ptr) {
542   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr))
543     return GEP->isInBounds();
544   return false;
545 }
546
547 /// \brief Check whether the access through \p Ptr has a constant stride.
548 static int isStridedPtr(ScalarEvolution *SE, const DataLayout *DL, Value *Ptr,
549                         const Loop *Lp, ValueToValueMap &StridesMap) {
550   const Type *Ty = Ptr->getType();
551   assert(Ty->isPointerTy() && "Unexpected non-ptr");
552
553   // Make sure that the pointer does not point to aggregate types.
554   const PointerType *PtrTy = cast<PointerType>(Ty);
555   if (PtrTy->getElementType()->isAggregateType()) {
556     DEBUG(dbgs() << "LV: Bad stride - Not a pointer to a scalar type" << *Ptr
557                  << "\n");
558     return 0;
559   }
560
561   const SCEV *PtrScev = replaceSymbolicStrideSCEV(SE, StridesMap, Ptr);
562
563   const SCEVAddRecExpr *AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(PtrScev);
564   if (!AR) {
565     DEBUG(dbgs() << "LV: Bad stride - Not an AddRecExpr pointer " << *Ptr
566                  << " SCEV: " << *PtrScev << "\n");
567     return 0;
568   }
569
570   // The accesss function must stride over the innermost loop.
571   if (Lp != AR->getLoop()) {
572     DEBUG(dbgs() << "LV: Bad stride - Not striding over innermost loop " << *Ptr
573                  << " SCEV: " << *PtrScev << "\n");
574   }
575
576   // The address calculation must not wrap. Otherwise, a dependence could be
577   // inverted.
578   // An inbounds getelementptr that is a AddRec with a unit stride
579   // cannot wrap per definition. The unit stride requirement is checked later.
580   // An getelementptr without an inbounds attribute and unit stride would have
581   // to access the pointer value "0" which is undefined behavior in address
582   // space 0, therefore we can also vectorize this case.
583   bool IsInBoundsGEP = isInBoundsGep(Ptr);
584   bool IsNoWrapAddRec = AR->getNoWrapFlags(SCEV::NoWrapMask);
585   bool IsInAddressSpaceZero = PtrTy->getAddressSpace() == 0;
586   if (!IsNoWrapAddRec && !IsInBoundsGEP && !IsInAddressSpaceZero) {
587     DEBUG(dbgs() << "LV: Bad stride - Pointer may wrap in the address space "
588                  << *Ptr << " SCEV: " << *PtrScev << "\n");
589     return 0;
590   }
591
592   // Check the step is constant.
593   const SCEV *Step = AR->getStepRecurrence(*SE);
594
595   // Calculate the pointer stride and check if it is consecutive.
596   const SCEVConstant *C = dyn_cast<SCEVConstant>(Step);
597   if (!C) {
598     DEBUG(dbgs() << "LV: Bad stride - Not a constant strided " << *Ptr
599                  << " SCEV: " << *PtrScev << "\n");
600     return 0;
601   }
602
603   int64_t Size = DL->getTypeAllocSize(PtrTy->getElementType());
604   const APInt &APStepVal = C->getValue()->getValue();
605
606   // Huge step value - give up.
607   if (APStepVal.getBitWidth() > 64)
608     return 0;
609
610   int64_t StepVal = APStepVal.getSExtValue();
611
612   // Strided access.
613   int64_t Stride = StepVal / Size;
614   int64_t Rem = StepVal % Size;
615   if (Rem)
616     return 0;
617
618   // If the SCEV could wrap but we have an inbounds gep with a unit stride we
619   // know we can't "wrap around the address space". In case of address space
620   // zero we know that this won't happen without triggering undefined behavior.
621   if (!IsNoWrapAddRec && (IsInBoundsGEP || IsInAddressSpaceZero) &&
622       Stride != 1 && Stride != -1)
623     return 0;
624
625   return Stride;
626 }
627
628 bool MemoryDepChecker::couldPreventStoreLoadForward(unsigned Distance,
629                                                     unsigned TypeByteSize) {
630   // If loads occur at a distance that is not a multiple of a feasible vector
631   // factor store-load forwarding does not take place.
632   // Positive dependences might cause troubles because vectorizing them might
633   // prevent store-load forwarding making vectorized code run a lot slower.
634   //   a[i] = a[i-3] ^ a[i-8];
635   //   The stores to a[i:i+1] don't align with the stores to a[i-3:i-2] and
636   //   hence on your typical architecture store-load forwarding does not take
637   //   place. Vectorizing in such cases does not make sense.
638   // Store-load forwarding distance.
639   const unsigned NumCyclesForStoreLoadThroughMemory = 8*TypeByteSize;
640   // Maximum vector factor.
641   unsigned MaxVFWithoutSLForwardIssues =
642       VectParams.MaxVectorWidth * TypeByteSize;
643   if (MaxSafeDepDistBytes < MaxVFWithoutSLForwardIssues)
644     MaxVFWithoutSLForwardIssues = MaxSafeDepDistBytes;
645
646   for (unsigned vf = 2*TypeByteSize; vf <= MaxVFWithoutSLForwardIssues;
647        vf *= 2) {
648     if (Distance % vf && Distance / vf < NumCyclesForStoreLoadThroughMemory) {
649       MaxVFWithoutSLForwardIssues = (vf >>=1);
650       break;
651     }
652   }
653
654   if (MaxVFWithoutSLForwardIssues < 2 * TypeByteSize) {
655     DEBUG(dbgs() << "LV: Distance " << Distance
656                  << " that could cause a store-load forwarding conflict\n");
657     return true;
658   }
659
660   if (MaxVFWithoutSLForwardIssues < MaxSafeDepDistBytes &&
661       MaxVFWithoutSLForwardIssues != VectParams.MaxVectorWidth * TypeByteSize)
662     MaxSafeDepDistBytes = MaxVFWithoutSLForwardIssues;
663   return false;
664 }
665
666 bool MemoryDepChecker::isDependent(const MemAccessInfo &A, unsigned AIdx,
667                                    const MemAccessInfo &B, unsigned BIdx,
668                                    ValueToValueMap &Strides) {
669   assert (AIdx < BIdx && "Must pass arguments in program order");
670
671   Value *APtr = A.getPointer();
672   Value *BPtr = B.getPointer();
673   bool AIsWrite = A.getInt();
674   bool BIsWrite = B.getInt();
675
676   // Two reads are independent.
677   if (!AIsWrite && !BIsWrite)
678     return false;
679
680   // We cannot check pointers in different address spaces.
681   if (APtr->getType()->getPointerAddressSpace() !=
682       BPtr->getType()->getPointerAddressSpace())
683     return true;
684
685   const SCEV *AScev = replaceSymbolicStrideSCEV(SE, Strides, APtr);
686   const SCEV *BScev = replaceSymbolicStrideSCEV(SE, Strides, BPtr);
687
688   int StrideAPtr = isStridedPtr(SE, DL, APtr, InnermostLoop, Strides);
689   int StrideBPtr = isStridedPtr(SE, DL, BPtr, InnermostLoop, Strides);
690
691   const SCEV *Src = AScev;
692   const SCEV *Sink = BScev;
693
694   // If the induction step is negative we have to invert source and sink of the
695   // dependence.
696   if (StrideAPtr < 0) {
697     //Src = BScev;
698     //Sink = AScev;
699     std::swap(APtr, BPtr);
700     std::swap(Src, Sink);
701     std::swap(AIsWrite, BIsWrite);
702     std::swap(AIdx, BIdx);
703     std::swap(StrideAPtr, StrideBPtr);
704   }
705
706   const SCEV *Dist = SE->getMinusSCEV(Sink, Src);
707
708   DEBUG(dbgs() << "LV: Src Scev: " << *Src << "Sink Scev: " << *Sink
709                << "(Induction step: " << StrideAPtr << ")\n");
710   DEBUG(dbgs() << "LV: Distance for " << *InstMap[AIdx] << " to "
711                << *InstMap[BIdx] << ": " << *Dist << "\n");
712
713   // Need consecutive accesses. We don't want to vectorize
714   // "A[B[i]] += ..." and similar code or pointer arithmetic that could wrap in
715   // the address space.
716   if (!StrideAPtr || !StrideBPtr || StrideAPtr != StrideBPtr){
717     DEBUG(dbgs() << "Non-consecutive pointer access\n");
718     return true;
719   }
720
721   const SCEVConstant *C = dyn_cast<SCEVConstant>(Dist);
722   if (!C) {
723     DEBUG(dbgs() << "LV: Dependence because of non-constant distance\n");
724     ShouldRetryWithRuntimeCheck = true;
725     return true;
726   }
727
728   Type *ATy = APtr->getType()->getPointerElementType();
729   Type *BTy = BPtr->getType()->getPointerElementType();
730   unsigned TypeByteSize = DL->getTypeAllocSize(ATy);
731
732   // Negative distances are not plausible dependencies.
733   const APInt &Val = C->getValue()->getValue();
734   if (Val.isNegative()) {
735     bool IsTrueDataDependence = (AIsWrite && !BIsWrite);
736     if (IsTrueDataDependence &&
737         (couldPreventStoreLoadForward(Val.abs().getZExtValue(), TypeByteSize) ||
738          ATy != BTy))
739       return true;
740
741     DEBUG(dbgs() << "LV: Dependence is negative: NoDep\n");
742     return false;
743   }
744
745   // Write to the same location with the same size.
746   // Could be improved to assert type sizes are the same (i32 == float, etc).
747   if (Val == 0) {
748     if (ATy == BTy)
749       return false;
750     DEBUG(dbgs() << "LV: Zero dependence difference but different types\n");
751     return true;
752   }
753
754   assert(Val.isStrictlyPositive() && "Expect a positive value");
755
756   // Positive distance bigger than max vectorization factor.
757   if (ATy != BTy) {
758     DEBUG(dbgs()
759           << "LV: ReadWrite-Write positive dependency with different types\n");
760     return false;
761   }
762
763   unsigned Distance = (unsigned) Val.getZExtValue();
764
765   // Bail out early if passed-in parameters make vectorization not feasible.
766   unsigned ForcedFactor =
767       (VectParams.VectorizationFactor ? VectParams.VectorizationFactor : 1);
768   unsigned ForcedUnroll =
769       (VectParams.VectorizationInterleave ? VectParams.VectorizationInterleave
770                                           : 1);
771
772   // The distance must be bigger than the size needed for a vectorized version
773   // of the operation and the size of the vectorized operation must not be
774   // bigger than the currrent maximum size.
775   if (Distance < 2*TypeByteSize ||
776       2*TypeByteSize > MaxSafeDepDistBytes ||
777       Distance < TypeByteSize * ForcedUnroll * ForcedFactor) {
778     DEBUG(dbgs() << "LV: Failure because of Positive distance "
779                  << Val.getSExtValue() << '\n');
780     return true;
781   }
782
783   MaxSafeDepDistBytes = Distance < MaxSafeDepDistBytes ?
784     Distance : MaxSafeDepDistBytes;
785
786   bool IsTrueDataDependence = (!AIsWrite && BIsWrite);
787   if (IsTrueDataDependence &&
788       couldPreventStoreLoadForward(Distance, TypeByteSize))
789      return true;
790
791   DEBUG(dbgs() << "LV: Positive distance " << Val.getSExtValue()
792                << " with max VF = " << MaxSafeDepDistBytes / TypeByteSize
793                << '\n');
794
795   return false;
796 }
797
798 bool MemoryDepChecker::areDepsSafe(AccessAnalysis::DepCandidates &AccessSets,
799                                    MemAccessInfoSet &CheckDeps,
800                                    ValueToValueMap &Strides) {
801
802   MaxSafeDepDistBytes = -1U;
803   while (!CheckDeps.empty()) {
804     MemAccessInfo CurAccess = *CheckDeps.begin();
805
806     // Get the relevant memory access set.
807     EquivalenceClasses<MemAccessInfo>::iterator I =
808       AccessSets.findValue(AccessSets.getLeaderValue(CurAccess));
809
810     // Check accesses within this set.
811     EquivalenceClasses<MemAccessInfo>::member_iterator AI, AE;
812     AI = AccessSets.member_begin(I), AE = AccessSets.member_end();
813
814     // Check every access pair.
815     while (AI != AE) {
816       CheckDeps.erase(*AI);
817       EquivalenceClasses<MemAccessInfo>::member_iterator OI = std::next(AI);
818       while (OI != AE) {
819         // Check every accessing instruction pair in program order.
820         for (std::vector<unsigned>::iterator I1 = Accesses[*AI].begin(),
821              I1E = Accesses[*AI].end(); I1 != I1E; ++I1)
822           for (std::vector<unsigned>::iterator I2 = Accesses[*OI].begin(),
823                I2E = Accesses[*OI].end(); I2 != I2E; ++I2) {
824             if (*I1 < *I2 && isDependent(*AI, *I1, *OI, *I2, Strides))
825               return false;
826             if (*I2 < *I1 && isDependent(*OI, *I2, *AI, *I1, Strides))
827               return false;
828           }
829         ++OI;
830       }
831       AI++;
832     }
833   }
834   return true;
835 }
836
837 bool LoopAccessInfo::canVectorizeMemory(ValueToValueMap &Strides) {
838
839   typedef SmallVector<Value*, 16> ValueVector;
840   typedef SmallPtrSet<Value*, 16> ValueSet;
841
842   // Holds the Load and Store *instructions*.
843   ValueVector Loads;
844   ValueVector Stores;
845
846   // Holds all the different accesses in the loop.
847   unsigned NumReads = 0;
848   unsigned NumReadWrites = 0;
849
850   PtrRtCheck.Pointers.clear();
851   PtrRtCheck.Need = false;
852
853   const bool IsAnnotatedParallel = TheLoop->isAnnotatedParallel();
854   MemoryDepChecker DepChecker(SE, DL, TheLoop, VectParams);
855
856   // For each block.
857   for (Loop::block_iterator bb = TheLoop->block_begin(),
858        be = TheLoop->block_end(); bb != be; ++bb) {
859
860     // Scan the BB and collect legal loads and stores.
861     for (BasicBlock::iterator it = (*bb)->begin(), e = (*bb)->end(); it != e;
862          ++it) {
863
864       // If this is a load, save it. If this instruction can read from memory
865       // but is not a load, then we quit. Notice that we don't handle function
866       // calls that read or write.
867       if (it->mayReadFromMemory()) {
868         // Many math library functions read the rounding mode. We will only
869         // vectorize a loop if it contains known function calls that don't set
870         // the flag. Therefore, it is safe to ignore this read from memory.
871         CallInst *Call = dyn_cast<CallInst>(it);
872         if (Call && getIntrinsicIDForCall(Call, TLI))
873           continue;
874
875         LoadInst *Ld = dyn_cast<LoadInst>(it);
876         if (!Ld || (!Ld->isSimple() && !IsAnnotatedParallel)) {
877           emitAnalysis(VectorizationReport(Ld)
878                        << "read with atomic ordering or volatile read");
879           DEBUG(dbgs() << "LV: Found a non-simple load.\n");
880           return false;
881         }
882         NumLoads++;
883         Loads.push_back(Ld);
884         DepChecker.addAccess(Ld);
885         continue;
886       }
887
888       // Save 'store' instructions. Abort if other instructions write to memory.
889       if (it->mayWriteToMemory()) {
890         StoreInst *St = dyn_cast<StoreInst>(it);
891         if (!St) {
892           emitAnalysis(VectorizationReport(it)
893                        << "instruction cannot be vectorized");
894           return false;
895         }
896         if (!St->isSimple() && !IsAnnotatedParallel) {
897           emitAnalysis(VectorizationReport(St)
898                        << "write with atomic ordering or volatile write");
899           DEBUG(dbgs() << "LV: Found a non-simple store.\n");
900           return false;
901         }
902         NumStores++;
903         Stores.push_back(St);
904         DepChecker.addAccess(St);
905       }
906     } // Next instr.
907   } // Next block.
908
909   // Now we have two lists that hold the loads and the stores.
910   // Next, we find the pointers that they use.
911
912   // Check if we see any stores. If there are no stores, then we don't
913   // care if the pointers are *restrict*.
914   if (!Stores.size()) {
915     DEBUG(dbgs() << "LV: Found a read-only loop!\n");
916     return true;
917   }
918
919   AccessAnalysis::DepCandidates DependentAccesses;
920   AccessAnalysis Accesses(DL, AA, DependentAccesses);
921
922   // Holds the analyzed pointers. We don't want to call GetUnderlyingObjects
923   // multiple times on the same object. If the ptr is accessed twice, once
924   // for read and once for write, it will only appear once (on the write
925   // list). This is okay, since we are going to check for conflicts between
926   // writes and between reads and writes, but not between reads and reads.
927   ValueSet Seen;
928
929   ValueVector::iterator I, IE;
930   for (I = Stores.begin(), IE = Stores.end(); I != IE; ++I) {
931     StoreInst *ST = cast<StoreInst>(*I);
932     Value* Ptr = ST->getPointerOperand();
933
934     if (isUniform(Ptr)) {
935       emitAnalysis(
936           VectorizationReport(ST)
937           << "write to a loop invariant address could not be vectorized");
938       DEBUG(dbgs() << "LV: We don't allow storing to uniform addresses\n");
939       return false;
940     }
941
942     // If we did *not* see this pointer before, insert it to  the read-write
943     // list. At this phase it is only a 'write' list.
944     if (Seen.insert(Ptr).second) {
945       ++NumReadWrites;
946
947       AliasAnalysis::Location Loc = AA->getLocation(ST);
948       // The TBAA metadata could have a control dependency on the predication
949       // condition, so we cannot rely on it when determining whether or not we
950       // need runtime pointer checks.
951       if (blockNeedsPredication(ST->getParent(), TheLoop, DT))
952         Loc.AATags.TBAA = nullptr;
953
954       Accesses.addStore(Loc);
955     }
956   }
957
958   if (IsAnnotatedParallel) {
959     DEBUG(dbgs() << "LV: A loop annotated parallel, ignore memory dependency "
960                  << "checks.\n");
961     return true;
962   }
963
964   for (I = Loads.begin(), IE = Loads.end(); I != IE; ++I) {
965     LoadInst *LD = cast<LoadInst>(*I);
966     Value* Ptr = LD->getPointerOperand();
967     // If we did *not* see this pointer before, insert it to the
968     // read list. If we *did* see it before, then it is already in
969     // the read-write list. This allows us to vectorize expressions
970     // such as A[i] += x;  Because the address of A[i] is a read-write
971     // pointer. This only works if the index of A[i] is consecutive.
972     // If the address of i is unknown (for example A[B[i]]) then we may
973     // read a few words, modify, and write a few words, and some of the
974     // words may be written to the same address.
975     bool IsReadOnlyPtr = false;
976     if (Seen.insert(Ptr).second ||
977         !isStridedPtr(SE, DL, Ptr, TheLoop, Strides)) {
978       ++NumReads;
979       IsReadOnlyPtr = true;
980     }
981
982     AliasAnalysis::Location Loc = AA->getLocation(LD);
983     // The TBAA metadata could have a control dependency on the predication
984     // condition, so we cannot rely on it when determining whether or not we
985     // need runtime pointer checks.
986     if (blockNeedsPredication(LD->getParent(), TheLoop, DT))
987       Loc.AATags.TBAA = nullptr;
988
989     Accesses.addLoad(Loc, IsReadOnlyPtr);
990   }
991
992   // If we write (or read-write) to a single destination and there are no
993   // other reads in this loop then is it safe to vectorize.
994   if (NumReadWrites == 1 && NumReads == 0) {
995     DEBUG(dbgs() << "LV: Found a write-only loop!\n");
996     return true;
997   }
998
999   // Build dependence sets and check whether we need a runtime pointer bounds
1000   // check.
1001   Accesses.buildDependenceSets();
1002   bool NeedRTCheck = Accesses.isRTCheckNeeded();
1003
1004   // Find pointers with computable bounds. We are going to use this information
1005   // to place a runtime bound check.
1006   unsigned NumComparisons = 0;
1007   bool CanDoRT = false;
1008   if (NeedRTCheck)
1009     CanDoRT = Accesses.canCheckPtrAtRT(PtrRtCheck, NumComparisons, SE, TheLoop,
1010                                        Strides);
1011
1012   DEBUG(dbgs() << "LV: We need to do " << NumComparisons
1013                << " pointer comparisons.\n");
1014
1015   // If we only have one set of dependences to check pointers among we don't
1016   // need a runtime check.
1017   if (NumComparisons == 0 && NeedRTCheck)
1018     NeedRTCheck = false;
1019
1020   // Check that we did not collect too many pointers or found an unsizeable
1021   // pointer.
1022   if (!CanDoRT || NumComparisons > VectParams.RuntimeMemoryCheckThreshold) {
1023     PtrRtCheck.reset();
1024     CanDoRT = false;
1025   }
1026
1027   if (CanDoRT) {
1028     DEBUG(dbgs() << "LV: We can perform a memory runtime check if needed.\n");
1029   }
1030
1031   if (NeedRTCheck && !CanDoRT) {
1032     emitAnalysis(VectorizationReport() << "cannot identify array bounds");
1033     DEBUG(dbgs() << "LV: We can't vectorize because we can't find "
1034                  << "the array bounds.\n");
1035     PtrRtCheck.reset();
1036     return false;
1037   }
1038
1039   PtrRtCheck.Need = NeedRTCheck;
1040
1041   bool CanVecMem = true;
1042   if (Accesses.isDependencyCheckNeeded()) {
1043     DEBUG(dbgs() << "LV: Checking memory dependencies\n");
1044     CanVecMem = DepChecker.areDepsSafe(
1045         DependentAccesses, Accesses.getDependenciesToCheck(), Strides);
1046     MaxSafeDepDistBytes = DepChecker.getMaxSafeDepDistBytes();
1047
1048     if (!CanVecMem && DepChecker.shouldRetryWithRuntimeCheck()) {
1049       DEBUG(dbgs() << "LV: Retrying with memory checks\n");
1050       NeedRTCheck = true;
1051
1052       // Clear the dependency checks. We assume they are not needed.
1053       Accesses.resetDepChecks();
1054
1055       PtrRtCheck.reset();
1056       PtrRtCheck.Need = true;
1057
1058       CanDoRT = Accesses.canCheckPtrAtRT(PtrRtCheck, NumComparisons, SE,
1059                                          TheLoop, Strides, true);
1060       // Check that we did not collect too many pointers or found an unsizeable
1061       // pointer.
1062       if (!CanDoRT || NumComparisons > VectParams.RuntimeMemoryCheckThreshold) {
1063         if (!CanDoRT && NumComparisons > 0)
1064           emitAnalysis(VectorizationReport()
1065                        << "cannot check memory dependencies at runtime");
1066         else
1067           emitAnalysis(VectorizationReport()
1068                        << NumComparisons << " exceeds limit of "
1069                        << VectParams.RuntimeMemoryCheckThreshold
1070                        << " dependent memory operations checked at runtime");
1071         DEBUG(dbgs() << "LV: Can't vectorize with memory checks\n");
1072         PtrRtCheck.reset();
1073         return false;
1074       }
1075
1076       CanVecMem = true;
1077     }
1078   }
1079
1080   if (!CanVecMem)
1081     emitAnalysis(VectorizationReport()
1082                  << "unsafe dependent memory operations in loop");
1083
1084   DEBUG(dbgs() << "LV: We" << (NeedRTCheck ? "" : " don't")
1085                << " need a runtime memory check.\n");
1086
1087   return CanVecMem;
1088 }
1089
1090 bool LoopAccessInfo::blockNeedsPredication(BasicBlock *BB, Loop *TheLoop,
1091                                            DominatorTree *DT)  {
1092   assert(TheLoop->contains(BB) && "Unknown block used");
1093
1094   // Blocks that do not dominate the latch need predication.
1095   BasicBlock* Latch = TheLoop->getLoopLatch();
1096   return !DT->dominates(BB, Latch);
1097 }
1098
1099 void LoopAccessInfo::emitAnalysis(VectorizationReport &Message) {
1100   VectorizationReport::emitAnalysis(Message, TheFunction, TheLoop);
1101 }
1102
1103 bool LoopAccessInfo::isUniform(Value *V) {
1104   return (SE->isLoopInvariant(SE->getSCEV(V), TheLoop));
1105 }
1106
1107 // FIXME: this function is currently a duplicate of the one in
1108 // LoopVectorize.cpp.
1109 static Instruction *getFirstInst(Instruction *FirstInst, Value *V,
1110                                  Instruction *Loc) {
1111   if (FirstInst)
1112     return FirstInst;
1113   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
1114     return I->getParent() == Loc->getParent() ? I : nullptr;
1115   return nullptr;
1116 }
1117
1118 std::pair<Instruction *, Instruction *>
1119 LoopAccessInfo::addRuntimeCheck(Instruction *Loc) {
1120   Instruction *tnullptr = nullptr;
1121   if (!PtrRtCheck.Need)
1122     return std::pair<Instruction *, Instruction *>(tnullptr, tnullptr);
1123
1124   unsigned NumPointers = PtrRtCheck.Pointers.size();
1125   SmallVector<TrackingVH<Value> , 2> Starts;
1126   SmallVector<TrackingVH<Value> , 2> Ends;
1127
1128   LLVMContext &Ctx = Loc->getContext();
1129   SCEVExpander Exp(*SE, "induction");
1130   Instruction *FirstInst = nullptr;
1131
1132   for (unsigned i = 0; i < NumPointers; ++i) {
1133     Value *Ptr = PtrRtCheck.Pointers[i];
1134     const SCEV *Sc = SE->getSCEV(Ptr);
1135
1136     if (SE->isLoopInvariant(Sc, TheLoop)) {
1137       DEBUG(dbgs() << "LV: Adding RT check for a loop invariant ptr:" << *Ptr
1138                    << "\n");
1139       Starts.push_back(Ptr);
1140       Ends.push_back(Ptr);
1141     } else {
1142       DEBUG(dbgs() << "LV: Adding RT check for range:" << *Ptr << '\n');
1143       unsigned AS = Ptr->getType()->getPointerAddressSpace();
1144
1145       // Use this type for pointer arithmetic.
1146       Type *PtrArithTy = Type::getInt8PtrTy(Ctx, AS);
1147
1148       Value *Start = Exp.expandCodeFor(PtrRtCheck.Starts[i], PtrArithTy, Loc);
1149       Value *End = Exp.expandCodeFor(PtrRtCheck.Ends[i], PtrArithTy, Loc);
1150       Starts.push_back(Start);
1151       Ends.push_back(End);
1152     }
1153   }
1154
1155   IRBuilder<> ChkBuilder(Loc);
1156   // Our instructions might fold to a constant.
1157   Value *MemoryRuntimeCheck = nullptr;
1158   for (unsigned i = 0; i < NumPointers; ++i) {
1159     for (unsigned j = i+1; j < NumPointers; ++j) {
1160       if (!PtrRtCheck.needsChecking(i, j))
1161         continue;
1162
1163       unsigned AS0 = Starts[i]->getType()->getPointerAddressSpace();
1164       unsigned AS1 = Starts[j]->getType()->getPointerAddressSpace();
1165
1166       assert((AS0 == Ends[j]->getType()->getPointerAddressSpace()) &&
1167              (AS1 == Ends[i]->getType()->getPointerAddressSpace()) &&
1168              "Trying to bounds check pointers with different address spaces");
1169
1170       Type *PtrArithTy0 = Type::getInt8PtrTy(Ctx, AS0);
1171       Type *PtrArithTy1 = Type::getInt8PtrTy(Ctx, AS1);
1172
1173       Value *Start0 = ChkBuilder.CreateBitCast(Starts[i], PtrArithTy0, "bc");
1174       Value *Start1 = ChkBuilder.CreateBitCast(Starts[j], PtrArithTy1, "bc");
1175       Value *End0 =   ChkBuilder.CreateBitCast(Ends[i],   PtrArithTy1, "bc");
1176       Value *End1 =   ChkBuilder.CreateBitCast(Ends[j],   PtrArithTy0, "bc");
1177
1178       Value *Cmp0 = ChkBuilder.CreateICmpULE(Start0, End1, "bound0");
1179       FirstInst = getFirstInst(FirstInst, Cmp0, Loc);
1180       Value *Cmp1 = ChkBuilder.CreateICmpULE(Start1, End0, "bound1");
1181       FirstInst = getFirstInst(FirstInst, Cmp1, Loc);
1182       Value *IsConflict = ChkBuilder.CreateAnd(Cmp0, Cmp1, "found.conflict");
1183       FirstInst = getFirstInst(FirstInst, IsConflict, Loc);
1184       if (MemoryRuntimeCheck) {
1185         IsConflict = ChkBuilder.CreateOr(MemoryRuntimeCheck, IsConflict,
1186                                          "conflict.rdx");
1187         FirstInst = getFirstInst(FirstInst, IsConflict, Loc);
1188       }
1189       MemoryRuntimeCheck = IsConflict;
1190     }
1191   }
1192
1193   // We have to do this trickery because the IRBuilder might fold the check to a
1194   // constant expression in which case there is no Instruction anchored in a
1195   // the block.
1196   Instruction *Check = BinaryOperator::CreateAnd(MemoryRuntimeCheck,
1197                                                  ConstantInt::getTrue(Ctx));
1198   ChkBuilder.Insert(Check, "memcheck.conflict");
1199   FirstInst = getFirstInst(FirstInst, Check, Loc);
1200   return std::make_pair(FirstInst, Check);
1201 }