1819fe1f82fa8f0099fa15fa167ce1426083d198
[oota-llvm.git] / lib / Transforms / IPO / FunctionAttrs.cpp
1 //===- FunctionAttrs.cpp - Pass which marks functions attributes ----------===//
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 implements a simple interprocedural pass which walks the
11 // call-graph, looking for functions which do not access or only read
12 // non-local memory, and marking them readnone/readonly.  It does the
13 // same with function arguments independently, marking them readonly/
14 // readnone/nocapture.  Finally, well-known library call declarations
15 // are marked with all attributes that are consistent with the
16 // function's standard definition. This pass is implemented as a
17 // bottom-up traversal of the call-graph.
18 //
19 //===----------------------------------------------------------------------===//
20
21 #include "llvm/Transforms/IPO.h"
22 #include "llvm/ADT/SCCIterator.h"
23 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
24 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
25 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
26 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
27 #include "llvm/Analysis/CallGraph.h"
28 #include "llvm/Analysis/CallGraphSCCPass.h"
29 #include "llvm/Analysis/CaptureTracking.h"
30 #include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
31 #include "llvm/IR/InstIterator.h"
32 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
33 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
34 #include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
35 using namespace llvm;
36
37 #define DEBUG_TYPE "functionattrs"
38
39 STATISTIC(NumReadNone, "Number of functions marked readnone");
40 STATISTIC(NumReadOnly, "Number of functions marked readonly");
41 STATISTIC(NumNoCapture, "Number of arguments marked nocapture");
42 STATISTIC(NumReadNoneArg, "Number of arguments marked readnone");
43 STATISTIC(NumReadOnlyArg, "Number of arguments marked readonly");
44 STATISTIC(NumNoAlias, "Number of function returns marked noalias");
45 STATISTIC(NumAnnotated, "Number of attributes added to library functions");
46
47 namespace {
48   struct FunctionAttrs : public CallGraphSCCPass {
49     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
50     FunctionAttrs() : CallGraphSCCPass(ID), AA(nullptr) {
51       initializeFunctionAttrsPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
52     }
53
54     // runOnSCC - Analyze the SCC, performing the transformation if possible.
55     bool runOnSCC(CallGraphSCC &SCC) override;
56
57     // AddReadAttrs - Deduce readonly/readnone attributes for the SCC.
58     bool AddReadAttrs(const CallGraphSCC &SCC);
59
60     // AddArgumentAttrs - Deduce nocapture attributes for the SCC.
61     bool AddArgumentAttrs(const CallGraphSCC &SCC);
62
63     // IsFunctionMallocLike - Does this function allocate new memory?
64     bool IsFunctionMallocLike(Function *F,
65                               SmallPtrSet<Function*, 8> &) const;
66
67     // AddNoAliasAttrs - Deduce noalias attributes for the SCC.
68     bool AddNoAliasAttrs(const CallGraphSCC &SCC);
69
70     // Utility methods used by inferPrototypeAttributes to add attributes
71     // and maintain annotation statistics.
72
73     void setDoesNotAccessMemory(Function &F) {
74       if (!F.doesNotAccessMemory()) {
75         F.setDoesNotAccessMemory();
76         ++NumAnnotated;
77       }
78     }
79
80     void setOnlyReadsMemory(Function &F) {
81       if (!F.onlyReadsMemory()) {
82         F.setOnlyReadsMemory();
83         ++NumAnnotated;
84       }
85     }
86
87     void setDoesNotThrow(Function &F) {
88       if (!F.doesNotThrow()) {
89         F.setDoesNotThrow();
90         ++NumAnnotated;
91       }
92     }
93
94     void setDoesNotCapture(Function &F, unsigned n) {
95       if (!F.doesNotCapture(n)) {
96         F.setDoesNotCapture(n);
97         ++NumAnnotated;
98       }
99     }
100
101     void setOnlyReadsMemory(Function &F, unsigned n) {
102       if (!F.onlyReadsMemory(n)) {
103         F.setOnlyReadsMemory(n);
104         ++NumAnnotated;
105       }
106     }
107
108     void setDoesNotAlias(Function &F, unsigned n) {
109       if (!F.doesNotAlias(n)) {
110         F.setDoesNotAlias(n);
111         ++NumAnnotated;
112       }
113     }
114
115     // inferPrototypeAttributes - Analyze the name and prototype of the
116     // given function and set any applicable attributes.  Returns true
117     // if any attributes were set and false otherwise.
118     bool inferPrototypeAttributes(Function &F);
119
120     // annotateLibraryCalls - Adds attributes to well-known standard library
121     // call declarations.
122     bool annotateLibraryCalls(const CallGraphSCC &SCC);
123
124     void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
125       AU.setPreservesCFG();
126       AU.addRequired<AliasAnalysis>();
127       AU.addRequired<TargetLibraryInfo>();
128       CallGraphSCCPass::getAnalysisUsage(AU);
129     }
130
131   private:
132     AliasAnalysis *AA;
133     TargetLibraryInfo *TLI;
134   };
135 }
136
137 char FunctionAttrs::ID = 0;
138 INITIALIZE_PASS_BEGIN(FunctionAttrs, "functionattrs",
139                 "Deduce function attributes", false, false)
140 INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(AliasAnalysis)
141 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(CallGraphWrapperPass)
142 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfo)
143 INITIALIZE_PASS_END(FunctionAttrs, "functionattrs",
144                 "Deduce function attributes", false, false)
145
146 Pass *llvm::createFunctionAttrsPass() { return new FunctionAttrs(); }
147
148
149 /// AddReadAttrs - Deduce readonly/readnone attributes for the SCC.
150 bool FunctionAttrs::AddReadAttrs(const CallGraphSCC &SCC) {
151   SmallPtrSet<Function*, 8> SCCNodes;
152
153   // Fill SCCNodes with the elements of the SCC.  Used for quickly
154   // looking up whether a given CallGraphNode is in this SCC.
155   for (CallGraphSCC::iterator I = SCC.begin(), E = SCC.end(); I != E; ++I)
156     SCCNodes.insert((*I)->getFunction());
157
158   // Check if any of the functions in the SCC read or write memory.  If they
159   // write memory then they can't be marked readnone or readonly.
160   bool ReadsMemory = false;
161   for (CallGraphSCC::iterator I = SCC.begin(), E = SCC.end(); I != E; ++I) {
162     Function *F = (*I)->getFunction();
163
164     if (!F)
165       // External node - may write memory.  Just give up.
166       return false;
167
168     AliasAnalysis::ModRefBehavior MRB = AA->getModRefBehavior(F);
169     if (MRB == AliasAnalysis::DoesNotAccessMemory)
170       // Already perfect!
171       continue;
172
173     // Definitions with weak linkage may be overridden at linktime with
174     // something that writes memory, so treat them like declarations.
175     if (F->isDeclaration() || F->mayBeOverridden()) {
176       if (!AliasAnalysis::onlyReadsMemory(MRB))
177         // May write memory.  Just give up.
178         return false;
179
180       ReadsMemory = true;
181       continue;
182     }
183
184     // Scan the function body for instructions that may read or write memory.
185     for (inst_iterator II = inst_begin(F), E = inst_end(F); II != E; ++II) {
186       Instruction *I = &*II;
187
188       // Some instructions can be ignored even if they read or write memory.
189       // Detect these now, skipping to the next instruction if one is found.
190       CallSite CS(cast<Value>(I));
191       if (CS) {
192         // Ignore calls to functions in the same SCC.
193         if (CS.getCalledFunction() && SCCNodes.count(CS.getCalledFunction()))
194           continue;
195         AliasAnalysis::ModRefBehavior MRB = AA->getModRefBehavior(CS);
196         // If the call doesn't access arbitrary memory, we may be able to
197         // figure out something.
198         if (AliasAnalysis::onlyAccessesArgPointees(MRB)) {
199           // If the call does access argument pointees, check each argument.
200           if (AliasAnalysis::doesAccessArgPointees(MRB))
201             // Check whether all pointer arguments point to local memory, and
202             // ignore calls that only access local memory.
203             for (CallSite::arg_iterator CI = CS.arg_begin(), CE = CS.arg_end();
204                  CI != CE; ++CI) {
205               Value *Arg = *CI;
206               if (Arg->getType()->isPointerTy()) {
207                 AliasAnalysis::Location Loc(Arg,
208                                             AliasAnalysis::UnknownSize,
209                                             I->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa));
210                 if (!AA->pointsToConstantMemory(Loc, /*OrLocal=*/true)) {
211                   if (MRB & AliasAnalysis::Mod)
212                     // Writes non-local memory.  Give up.
213                     return false;
214                   if (MRB & AliasAnalysis::Ref)
215                     // Ok, it reads non-local memory.
216                     ReadsMemory = true;
217                 }
218               }
219             }
220           continue;
221         }
222         // The call could access any memory. If that includes writes, give up.
223         if (MRB & AliasAnalysis::Mod)
224           return false;
225         // If it reads, note it.
226         if (MRB & AliasAnalysis::Ref)
227           ReadsMemory = true;
228         continue;
229       } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
230         // Ignore non-volatile loads from local memory. (Atomic is okay here.)
231         if (!LI->isVolatile()) {
232           AliasAnalysis::Location Loc = AA->getLocation(LI);
233           if (AA->pointsToConstantMemory(Loc, /*OrLocal=*/true))
234             continue;
235         }
236       } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I)) {
237         // Ignore non-volatile stores to local memory. (Atomic is okay here.)
238         if (!SI->isVolatile()) {
239           AliasAnalysis::Location Loc = AA->getLocation(SI);
240           if (AA->pointsToConstantMemory(Loc, /*OrLocal=*/true))
241             continue;
242         }
243       } else if (VAArgInst *VI = dyn_cast<VAArgInst>(I)) {
244         // Ignore vaargs on local memory.
245         AliasAnalysis::Location Loc = AA->getLocation(VI);
246         if (AA->pointsToConstantMemory(Loc, /*OrLocal=*/true))
247           continue;
248       }
249
250       // Any remaining instructions need to be taken seriously!  Check if they
251       // read or write memory.
252       if (I->mayWriteToMemory())
253         // Writes memory.  Just give up.
254         return false;
255
256       // If this instruction may read memory, remember that.
257       ReadsMemory |= I->mayReadFromMemory();
258     }
259   }
260
261   // Success!  Functions in this SCC do not access memory, or only read memory.
262   // Give them the appropriate attribute.
263   bool MadeChange = false;
264   for (CallGraphSCC::iterator I = SCC.begin(), E = SCC.end(); I != E; ++I) {
265     Function *F = (*I)->getFunction();
266
267     if (F->doesNotAccessMemory())
268       // Already perfect!
269       continue;
270
271     if (F->onlyReadsMemory() && ReadsMemory)
272       // No change.
273       continue;
274
275     MadeChange = true;
276
277     // Clear out any existing attributes.
278     AttrBuilder B;
279     B.addAttribute(Attribute::ReadOnly)
280       .addAttribute(Attribute::ReadNone);
281     F->removeAttributes(AttributeSet::FunctionIndex,
282                         AttributeSet::get(F->getContext(),
283                                           AttributeSet::FunctionIndex, B));
284
285     // Add in the new attribute.
286     F->addAttribute(AttributeSet::FunctionIndex,
287                     ReadsMemory ? Attribute::ReadOnly : Attribute::ReadNone);
288
289     if (ReadsMemory)
290       ++NumReadOnly;
291     else
292       ++NumReadNone;
293   }
294
295   return MadeChange;
296 }
297
298 namespace {
299   // For a given pointer Argument, this retains a list of Arguments of functions
300   // in the same SCC that the pointer data flows into. We use this to build an
301   // SCC of the arguments.
302   struct ArgumentGraphNode {
303     Argument *Definition;
304     SmallVector<ArgumentGraphNode*, 4> Uses;
305   };
306
307   class ArgumentGraph {
308     // We store pointers to ArgumentGraphNode objects, so it's important that
309     // that they not move around upon insert.
310     typedef std::map<Argument*, ArgumentGraphNode> ArgumentMapTy;
311
312     ArgumentMapTy ArgumentMap;
313
314     // There is no root node for the argument graph, in fact:
315     //   void f(int *x, int *y) { if (...) f(x, y); }
316     // is an example where the graph is disconnected. The SCCIterator requires a
317     // single entry point, so we maintain a fake ("synthetic") root node that
318     // uses every node. Because the graph is directed and nothing points into
319     // the root, it will not participate in any SCCs (except for its own).
320     ArgumentGraphNode SyntheticRoot;
321
322   public:
323     ArgumentGraph() { SyntheticRoot.Definition = nullptr; }
324
325     typedef SmallVectorImpl<ArgumentGraphNode*>::iterator iterator;
326
327     iterator begin() { return SyntheticRoot.Uses.begin(); }
328     iterator end() { return SyntheticRoot.Uses.end(); }
329     ArgumentGraphNode *getEntryNode() { return &SyntheticRoot; }
330
331     ArgumentGraphNode *operator[](Argument *A) {
332       ArgumentGraphNode &Node = ArgumentMap[A];
333       Node.Definition = A;
334       SyntheticRoot.Uses.push_back(&Node);
335       return &Node;
336     }
337   };
338
339   // This tracker checks whether callees are in the SCC, and if so it does not
340   // consider that a capture, instead adding it to the "Uses" list and
341   // continuing with the analysis.
342   struct ArgumentUsesTracker : public CaptureTracker {
343     ArgumentUsesTracker(const SmallPtrSet<Function*, 8> &SCCNodes)
344       : Captured(false), SCCNodes(SCCNodes) {}
345
346     void tooManyUses() override { Captured = true; }
347
348     bool captured(const Use *U) override {
349       CallSite CS(U->getUser());
350       if (!CS.getInstruction()) { Captured = true; return true; }
351
352       Function *F = CS.getCalledFunction();
353       if (!F || !SCCNodes.count(F)) { Captured = true; return true; }
354
355       bool Found = false;
356       Function::arg_iterator AI = F->arg_begin(), AE = F->arg_end();
357       for (CallSite::arg_iterator PI = CS.arg_begin(), PE = CS.arg_end();
358            PI != PE; ++PI, ++AI) {
359         if (AI == AE) {
360           assert(F->isVarArg() && "More params than args in non-varargs call");
361           Captured = true;
362           return true;
363         }
364         if (PI == U) {
365           Uses.push_back(AI);
366           Found = true;
367           break;
368         }
369       }
370       assert(Found && "Capturing call-site captured nothing?");
371       (void)Found;
372       return false;
373     }
374
375     bool Captured;  // True only if certainly captured (used outside our SCC).
376     SmallVector<Argument*, 4> Uses;  // Uses within our SCC.
377
378     const SmallPtrSet<Function*, 8> &SCCNodes;
379   };
380 }
381
382 namespace llvm {
383   template<> struct GraphTraits<ArgumentGraphNode*> {
384     typedef ArgumentGraphNode NodeType;
385     typedef SmallVectorImpl<ArgumentGraphNode*>::iterator ChildIteratorType;
386
387     static inline NodeType *getEntryNode(NodeType *A) { return A; }
388     static inline ChildIteratorType child_begin(NodeType *N) {
389       return N->Uses.begin();
390     }
391     static inline ChildIteratorType child_end(NodeType *N) {
392       return N->Uses.end();
393     }
394   };
395   template<> struct GraphTraits<ArgumentGraph*>
396     : public GraphTraits<ArgumentGraphNode*> {
397     static NodeType *getEntryNode(ArgumentGraph *AG) {
398       return AG->getEntryNode();
399     }
400     static ChildIteratorType nodes_begin(ArgumentGraph *AG) {
401       return AG->begin();
402     }
403     static ChildIteratorType nodes_end(ArgumentGraph *AG) {
404       return AG->end();
405     }
406   };
407 }
408
409 // Returns Attribute::None, Attribute::ReadOnly or Attribute::ReadNone.
410 static Attribute::AttrKind
411 determinePointerReadAttrs(Argument *A,
412                           const SmallPtrSet<Argument*, 8> &SCCNodes) {
413                                                        
414   SmallVector<Use*, 32> Worklist;
415   SmallSet<Use*, 32> Visited;
416   int Count = 0;
417
418   // inalloca arguments are always clobbered by the call.
419   if (A->hasInAllocaAttr())
420     return Attribute::None;
421
422   bool IsRead = false;
423   // We don't need to track IsWritten. If A is written to, return immediately.
424
425   for (Use &U : A->uses()) {
426     if (Count++ >= 20)
427       return Attribute::None;
428
429     Visited.insert(&U);
430     Worklist.push_back(&U);
431   }
432
433   while (!Worklist.empty()) {
434     Use *U = Worklist.pop_back_val();
435     Instruction *I = cast<Instruction>(U->getUser());
436     Value *V = U->get();
437
438     switch (I->getOpcode()) {
439     case Instruction::BitCast:
440     case Instruction::GetElementPtr:
441     case Instruction::PHI:
442     case Instruction::Select:
443     case Instruction::AddrSpaceCast:
444       // The original value is not read/written via this if the new value isn't.
445       for (Use &UU : I->uses())
446         if (Visited.insert(&UU))
447           Worklist.push_back(&UU);
448       break;
449
450     case Instruction::Call:
451     case Instruction::Invoke: {
452       CallSite CS(I);
453       if (CS.doesNotAccessMemory())
454         continue;
455
456       Function *F = CS.getCalledFunction();
457       if (!F) {
458         if (CS.onlyReadsMemory()) {
459           IsRead = true;
460           continue;
461         }
462         return Attribute::None;
463       }
464
465       Function::arg_iterator AI = F->arg_begin(), AE = F->arg_end();
466       CallSite::arg_iterator B = CS.arg_begin(), E = CS.arg_end();
467       for (CallSite::arg_iterator A = B; A != E; ++A, ++AI) {
468         if (A->get() == V) {
469           if (AI == AE) {
470             assert(F->isVarArg() &&
471                    "More params than args in non-varargs call.");
472             return Attribute::None;
473           }
474           if (SCCNodes.count(AI))
475             continue;
476           if (!CS.onlyReadsMemory() && !CS.onlyReadsMemory(A - B))
477             return Attribute::None;
478           if (!CS.doesNotAccessMemory(A - B))
479             IsRead = true;
480         }
481       }
482       break;
483     }
484
485     case Instruction::Load:
486       IsRead = true;
487       break;
488
489     case Instruction::ICmp:
490     case Instruction::Ret:
491       break;
492
493     default:
494       return Attribute::None;
495     }
496   }
497
498   return IsRead ? Attribute::ReadOnly : Attribute::ReadNone;
499 }
500
501 /// AddArgumentAttrs - Deduce nocapture attributes for the SCC.
502 bool FunctionAttrs::AddArgumentAttrs(const CallGraphSCC &SCC) {
503   bool Changed = false;
504
505   SmallPtrSet<Function*, 8> SCCNodes;
506
507   // Fill SCCNodes with the elements of the SCC.  Used for quickly
508   // looking up whether a given CallGraphNode is in this SCC.
509   for (CallGraphSCC::iterator I = SCC.begin(), E = SCC.end(); I != E; ++I) {
510     Function *F = (*I)->getFunction();
511     if (F && !F->isDeclaration() && !F->mayBeOverridden())
512       SCCNodes.insert(F);
513   }
514
515   ArgumentGraph AG;
516
517   AttrBuilder B;
518   B.addAttribute(Attribute::NoCapture);
519
520   // Check each function in turn, determining which pointer arguments are not
521   // captured.
522   for (CallGraphSCC::iterator I = SCC.begin(), E = SCC.end(); I != E; ++I) {
523     Function *F = (*I)->getFunction();
524
525     if (!F)
526       // External node - only a problem for arguments that we pass to it.
527       continue;
528
529     // Definitions with weak linkage may be overridden at linktime with
530     // something that captures pointers, so treat them like declarations.
531     if (F->isDeclaration() || F->mayBeOverridden())
532       continue;
533
534     // Functions that are readonly (or readnone) and nounwind and don't return
535     // a value can't capture arguments. Don't analyze them.
536     if (F->onlyReadsMemory() && F->doesNotThrow() &&
537         F->getReturnType()->isVoidTy()) {
538       for (Function::arg_iterator A = F->arg_begin(), E = F->arg_end();
539            A != E; ++A) {
540         if (A->getType()->isPointerTy() && !A->hasNoCaptureAttr()) {
541           A->addAttr(AttributeSet::get(F->getContext(), A->getArgNo() + 1, B));
542           ++NumNoCapture;
543           Changed = true;
544         }
545       }
546       continue;
547     }
548
549     for (Function::arg_iterator A = F->arg_begin(), E = F->arg_end();
550          A != E; ++A) {
551       if (!A->getType()->isPointerTy()) continue;
552       bool HasNonLocalUses = false;
553       if (!A->hasNoCaptureAttr()) {
554         ArgumentUsesTracker Tracker(SCCNodes);
555         PointerMayBeCaptured(A, &Tracker);
556         if (!Tracker.Captured) {
557           if (Tracker.Uses.empty()) {
558             // If it's trivially not captured, mark it nocapture now.
559             A->addAttr(AttributeSet::get(F->getContext(), A->getArgNo()+1, B));
560             ++NumNoCapture;
561             Changed = true;
562           } else {
563             // If it's not trivially captured and not trivially not captured,
564             // then it must be calling into another function in our SCC. Save
565             // its particulars for Argument-SCC analysis later.
566             ArgumentGraphNode *Node = AG[A];
567             for (SmallVectorImpl<Argument*>::iterator UI = Tracker.Uses.begin(),
568                      UE = Tracker.Uses.end(); UI != UE; ++UI) {
569               Node->Uses.push_back(AG[*UI]);
570               if (*UI != A)
571                 HasNonLocalUses = true;
572             }
573           }
574         }
575         // Otherwise, it's captured. Don't bother doing SCC analysis on it.
576       }
577       if (!HasNonLocalUses && !A->onlyReadsMemory()) {
578         // Can we determine that it's readonly/readnone without doing an SCC?
579         // Note that we don't allow any calls at all here, or else our result
580         // will be dependent on the iteration order through the functions in the
581         // SCC.
582         SmallPtrSet<Argument*, 8> Self;
583         Self.insert(A);
584         Attribute::AttrKind R = determinePointerReadAttrs(A, Self);
585         if (R != Attribute::None) {
586           AttrBuilder B;
587           B.addAttribute(R);
588           A->addAttr(AttributeSet::get(A->getContext(), A->getArgNo() + 1, B));
589           Changed = true;
590           R == Attribute::ReadOnly ? ++NumReadOnlyArg : ++NumReadNoneArg;
591         }
592       }
593     }
594   }
595
596   // The graph we've collected is partial because we stopped scanning for
597   // argument uses once we solved the argument trivially. These partial nodes
598   // show up as ArgumentGraphNode objects with an empty Uses list, and for
599   // these nodes the final decision about whether they capture has already been
600   // made.  If the definition doesn't have a 'nocapture' attribute by now, it
601   // captures.
602
603   for (scc_iterator<ArgumentGraph*> I = scc_begin(&AG); !I.isAtEnd(); ++I) {
604     std::vector<ArgumentGraphNode*> &ArgumentSCC = *I;
605     if (ArgumentSCC.size() == 1) {
606       if (!ArgumentSCC[0]->Definition) continue;  // synthetic root node
607
608       // eg. "void f(int* x) { if (...) f(x); }"
609       if (ArgumentSCC[0]->Uses.size() == 1 &&
610           ArgumentSCC[0]->Uses[0] == ArgumentSCC[0]) {
611         Argument *A = ArgumentSCC[0]->Definition;
612         A->addAttr(AttributeSet::get(A->getContext(), A->getArgNo() + 1, B));
613         ++NumNoCapture;
614         Changed = true;
615       }
616       continue;
617     }
618
619     bool SCCCaptured = false;
620     for (std::vector<ArgumentGraphNode*>::iterator I = ArgumentSCC.begin(),
621            E = ArgumentSCC.end(); I != E && !SCCCaptured; ++I) {
622       ArgumentGraphNode *Node = *I;
623       if (Node->Uses.empty()) {
624         if (!Node->Definition->hasNoCaptureAttr())
625           SCCCaptured = true;
626       }
627     }
628     if (SCCCaptured) continue;
629
630     SmallPtrSet<Argument*, 8> ArgumentSCCNodes;
631     // Fill ArgumentSCCNodes with the elements of the ArgumentSCC.  Used for
632     // quickly looking up whether a given Argument is in this ArgumentSCC.
633     for (std::vector<ArgumentGraphNode*>::iterator I = ArgumentSCC.begin(),
634            E = ArgumentSCC.end(); I != E; ++I) {
635       ArgumentSCCNodes.insert((*I)->Definition);
636     }
637
638     for (std::vector<ArgumentGraphNode*>::iterator I = ArgumentSCC.begin(),
639            E = ArgumentSCC.end(); I != E && !SCCCaptured; ++I) {
640       ArgumentGraphNode *N = *I;
641       for (SmallVectorImpl<ArgumentGraphNode*>::iterator UI = N->Uses.begin(),
642              UE = N->Uses.end(); UI != UE; ++UI) {
643         Argument *A = (*UI)->Definition;
644         if (A->hasNoCaptureAttr() || ArgumentSCCNodes.count(A))
645           continue;
646         SCCCaptured = true;
647         break;
648       }
649     }
650     if (SCCCaptured) continue;
651
652     for (unsigned i = 0, e = ArgumentSCC.size(); i != e; ++i) {
653       Argument *A = ArgumentSCC[i]->Definition;
654       A->addAttr(AttributeSet::get(A->getContext(), A->getArgNo() + 1, B));
655       ++NumNoCapture;
656       Changed = true;
657     }
658
659     // We also want to compute readonly/readnone. With a small number of false
660     // negatives, we can assume that any pointer which is captured isn't going
661     // to be provably readonly or readnone, since by definition we can't
662     // analyze all uses of a captured pointer.
663     //
664     // The false negatives happen when the pointer is captured by a function
665     // that promises readonly/readnone behaviour on the pointer, then the
666     // pointer's lifetime ends before anything that writes to arbitrary memory.
667     // Also, a readonly/readnone pointer may be returned, but returning a
668     // pointer is capturing it.
669
670     Attribute::AttrKind ReadAttr = Attribute::ReadNone;
671     for (unsigned i = 0, e = ArgumentSCC.size(); i != e; ++i) {
672       Argument *A = ArgumentSCC[i]->Definition;
673       Attribute::AttrKind K = determinePointerReadAttrs(A, ArgumentSCCNodes);
674       if (K == Attribute::ReadNone)
675         continue;
676       if (K == Attribute::ReadOnly) {
677         ReadAttr = Attribute::ReadOnly;
678         continue;
679       }
680       ReadAttr = K;
681       break;
682     }
683
684     if (ReadAttr != Attribute::None) {
685       AttrBuilder B;
686       B.addAttribute(ReadAttr);
687       for (unsigned i = 0, e = ArgumentSCC.size(); i != e; ++i) {
688         Argument *A = ArgumentSCC[i]->Definition;
689         A->addAttr(AttributeSet::get(A->getContext(), A->getArgNo() + 1, B));
690         ReadAttr == Attribute::ReadOnly ? ++NumReadOnlyArg : ++NumReadNoneArg;
691         Changed = true;
692       }
693     }
694   }
695
696   return Changed;
697 }
698
699 /// IsFunctionMallocLike - A function is malloc-like if it returns either null
700 /// or a pointer that doesn't alias any other pointer visible to the caller.
701 bool FunctionAttrs::IsFunctionMallocLike(Function *F,
702                               SmallPtrSet<Function*, 8> &SCCNodes) const {
703   SmallSetVector<Value *, 8> FlowsToReturn;
704   for (Function::iterator I = F->begin(), E = F->end(); I != E; ++I)
705     if (ReturnInst *Ret = dyn_cast<ReturnInst>(I->getTerminator()))
706       FlowsToReturn.insert(Ret->getReturnValue());
707
708   for (unsigned i = 0; i != FlowsToReturn.size(); ++i) {
709     Value *RetVal = FlowsToReturn[i];
710
711     if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(RetVal)) {
712       if (!C->isNullValue() && !isa<UndefValue>(C))
713         return false;
714
715       continue;
716     }
717
718     if (isa<Argument>(RetVal))
719       return false;
720
721     if (Instruction *RVI = dyn_cast<Instruction>(RetVal))
722       switch (RVI->getOpcode()) {
723         // Extend the analysis by looking upwards.
724         case Instruction::BitCast:
725         case Instruction::GetElementPtr:
726         case Instruction::AddrSpaceCast:
727           FlowsToReturn.insert(RVI->getOperand(0));
728           continue;
729         case Instruction::Select: {
730           SelectInst *SI = cast<SelectInst>(RVI);
731           FlowsToReturn.insert(SI->getTrueValue());
732           FlowsToReturn.insert(SI->getFalseValue());
733           continue;
734         }
735         case Instruction::PHI: {
736           PHINode *PN = cast<PHINode>(RVI);
737           for (int i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
738             FlowsToReturn.insert(PN->getIncomingValue(i));
739           continue;
740         }
741
742         // Check whether the pointer came from an allocation.
743         case Instruction::Alloca:
744           break;
745         case Instruction::Call:
746         case Instruction::Invoke: {
747           CallSite CS(RVI);
748           if (CS.paramHasAttr(0, Attribute::NoAlias))
749             break;
750           if (CS.getCalledFunction() &&
751               SCCNodes.count(CS.getCalledFunction()))
752             break;
753         } // fall-through
754         default:
755           return false;  // Did not come from an allocation.
756       }
757
758     if (PointerMayBeCaptured(RetVal, false, /*StoreCaptures=*/false))
759       return false;
760   }
761
762   return true;
763 }
764
765 /// AddNoAliasAttrs - Deduce noalias attributes for the SCC.
766 bool FunctionAttrs::AddNoAliasAttrs(const CallGraphSCC &SCC) {
767   SmallPtrSet<Function*, 8> SCCNodes;
768
769   // Fill SCCNodes with the elements of the SCC.  Used for quickly
770   // looking up whether a given CallGraphNode is in this SCC.
771   for (CallGraphSCC::iterator I = SCC.begin(), E = SCC.end(); I != E; ++I)
772     SCCNodes.insert((*I)->getFunction());
773
774   // Check each function in turn, determining which functions return noalias
775   // pointers.
776   for (CallGraphSCC::iterator I = SCC.begin(), E = SCC.end(); I != E; ++I) {
777     Function *F = (*I)->getFunction();
778
779     if (!F)
780       // External node - skip it;
781       return false;
782
783     // Already noalias.
784     if (F->doesNotAlias(0))
785       continue;
786
787     // Definitions with weak linkage may be overridden at linktime, so
788     // treat them like declarations.
789     if (F->isDeclaration() || F->mayBeOverridden())
790       return false;
791
792     // We annotate noalias return values, which are only applicable to 
793     // pointer types.
794     if (!F->getReturnType()->isPointerTy())
795       continue;
796
797     if (!IsFunctionMallocLike(F, SCCNodes))
798       return false;
799   }
800
801   bool MadeChange = false;
802   for (CallGraphSCC::iterator I = SCC.begin(), E = SCC.end(); I != E; ++I) {
803     Function *F = (*I)->getFunction();
804     if (F->doesNotAlias(0) || !F->getReturnType()->isPointerTy())
805       continue;
806
807     F->setDoesNotAlias(0);
808     ++NumNoAlias;
809     MadeChange = true;
810   }
811
812   return MadeChange;
813 }
814
815 /// inferPrototypeAttributes - Analyze the name and prototype of the
816 /// given function and set any applicable attributes.  Returns true
817 /// if any attributes were set and false otherwise.
818 bool FunctionAttrs::inferPrototypeAttributes(Function &F) {
819   FunctionType *FTy = F.getFunctionType();
820   LibFunc::Func TheLibFunc;
821   if (!(TLI->getLibFunc(F.getName(), TheLibFunc) && TLI->has(TheLibFunc)))
822     return false;
823
824   switch (TheLibFunc) {
825   case LibFunc::strlen:
826     if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
827       return false;
828     setOnlyReadsMemory(F);
829     setDoesNotThrow(F);
830     setDoesNotCapture(F, 1);
831     break;
832   case LibFunc::strchr:
833   case LibFunc::strrchr:
834     if (FTy->getNumParams() != 2 ||
835         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
836         !FTy->getParamType(1)->isIntegerTy())
837       return false;
838     setOnlyReadsMemory(F);
839     setDoesNotThrow(F);
840     break;
841   case LibFunc::strtol:
842   case LibFunc::strtod:
843   case LibFunc::strtof:
844   case LibFunc::strtoul:
845   case LibFunc::strtoll:
846   case LibFunc::strtold:
847   case LibFunc::strtoull:
848     if (FTy->getNumParams() < 2 ||
849         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
850       return false;
851     setDoesNotThrow(F);
852     setDoesNotCapture(F, 2);
853     setOnlyReadsMemory(F, 1);
854     break;
855   case LibFunc::strcpy:
856   case LibFunc::stpcpy:
857   case LibFunc::strcat:
858   case LibFunc::strncat:
859   case LibFunc::strncpy:
860   case LibFunc::stpncpy:
861     if (FTy->getNumParams() < 2 ||
862         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
863       return false;
864     setDoesNotThrow(F);
865     setDoesNotCapture(F, 2);
866     setOnlyReadsMemory(F, 2);
867     break;
868   case LibFunc::strxfrm:
869     if (FTy->getNumParams() != 3 ||
870         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
871         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
872       return false;
873     setDoesNotThrow(F);
874     setDoesNotCapture(F, 1);
875     setDoesNotCapture(F, 2);
876     setOnlyReadsMemory(F, 2);
877     break;
878   case LibFunc::strcmp: //0,1
879     case LibFunc::strspn: // 0,1
880     case LibFunc::strncmp: // 0,1
881     case LibFunc::strcspn: //0,1
882     case LibFunc::strcoll: //0,1
883     case LibFunc::strcasecmp:  // 0,1
884     case LibFunc::strncasecmp: // 
885     if (FTy->getNumParams() < 2 ||
886         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
887         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
888       return false;
889     setOnlyReadsMemory(F);
890     setDoesNotThrow(F);
891     setDoesNotCapture(F, 1);
892     setDoesNotCapture(F, 2);
893     break;
894   case LibFunc::strstr:
895   case LibFunc::strpbrk:
896     if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
897       return false;
898     setOnlyReadsMemory(F);
899     setDoesNotThrow(F);
900     setDoesNotCapture(F, 2);
901     break;
902   case LibFunc::strtok:
903   case LibFunc::strtok_r:
904     if (FTy->getNumParams() < 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
905       return false;
906     setDoesNotThrow(F);
907     setDoesNotCapture(F, 2);
908     setOnlyReadsMemory(F, 2);
909     break;
910   case LibFunc::scanf:
911     if (FTy->getNumParams() < 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
912       return false;
913     setDoesNotThrow(F);
914     setDoesNotCapture(F, 1);
915     setOnlyReadsMemory(F, 1);
916     break;
917   case LibFunc::setbuf:
918   case LibFunc::setvbuf:
919     if (FTy->getNumParams() < 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
920       return false;
921     setDoesNotThrow(F);
922     setDoesNotCapture(F, 1);
923     break;
924   case LibFunc::strdup:
925   case LibFunc::strndup:
926     if (FTy->getNumParams() < 1 || !FTy->getReturnType()->isPointerTy() ||
927         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
928       return false;
929     setDoesNotThrow(F);
930     setDoesNotAlias(F, 0);
931     setDoesNotCapture(F, 1);
932     setOnlyReadsMemory(F, 1);
933     break;
934   case LibFunc::stat:
935   case LibFunc::statvfs:
936     if (FTy->getNumParams() < 2 ||
937         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
938         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
939       return false;
940     setDoesNotThrow(F);
941     setDoesNotCapture(F, 1);
942     setDoesNotCapture(F, 2);
943     setOnlyReadsMemory(F, 1);
944     break;
945   case LibFunc::sscanf:
946     if (FTy->getNumParams() < 2 ||
947         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
948         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
949       return false;
950     setDoesNotThrow(F);
951     setDoesNotCapture(F, 1);
952     setDoesNotCapture(F, 2);
953     setOnlyReadsMemory(F, 1);
954     setOnlyReadsMemory(F, 2);
955     break;
956   case LibFunc::sprintf:
957     if (FTy->getNumParams() < 2 ||
958         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
959         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
960       return false;
961     setDoesNotThrow(F);
962     setDoesNotCapture(F, 1);
963     setDoesNotCapture(F, 2);
964     setOnlyReadsMemory(F, 2);
965     break;
966   case LibFunc::snprintf:
967     if (FTy->getNumParams() != 3 ||
968         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
969         !FTy->getParamType(2)->isPointerTy())
970       return false;
971     setDoesNotThrow(F);
972     setDoesNotCapture(F, 1);
973     setDoesNotCapture(F, 3);
974     setOnlyReadsMemory(F, 3);
975     break;
976   case LibFunc::setitimer:
977     if (FTy->getNumParams() != 3 ||
978         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy() ||
979         !FTy->getParamType(2)->isPointerTy())
980       return false;
981     setDoesNotThrow(F);
982     setDoesNotCapture(F, 2);
983     setDoesNotCapture(F, 3);
984     setOnlyReadsMemory(F, 2);
985     break;
986   case LibFunc::system:
987     if (FTy->getNumParams() != 1 ||
988         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
989       return false;
990     // May throw; "system" is a valid pthread cancellation point.
991     setDoesNotCapture(F, 1);
992     setOnlyReadsMemory(F, 1);
993     break;
994   case LibFunc::malloc:
995     if (FTy->getNumParams() != 1 ||
996         !FTy->getReturnType()->isPointerTy())
997       return false;
998     setDoesNotThrow(F);
999     setDoesNotAlias(F, 0);
1000     break;
1001   case LibFunc::memcmp:
1002     if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1003         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1004         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1005       return false;
1006     setOnlyReadsMemory(F);
1007     setDoesNotThrow(F);
1008     setDoesNotCapture(F, 1);
1009     setDoesNotCapture(F, 2);
1010     break;
1011   case LibFunc::memchr:
1012   case LibFunc::memrchr:
1013     if (FTy->getNumParams() != 3)
1014       return false;
1015     setOnlyReadsMemory(F);
1016     setDoesNotThrow(F);
1017     break;
1018   case LibFunc::modf:
1019   case LibFunc::modff:
1020   case LibFunc::modfl:
1021     if (FTy->getNumParams() < 2 ||
1022         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1023       return false;
1024     setDoesNotThrow(F);
1025     setDoesNotCapture(F, 2);
1026     break;
1027   case LibFunc::memcpy:
1028   case LibFunc::memccpy:
1029   case LibFunc::memmove:
1030     if (FTy->getNumParams() < 2 ||
1031         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1032       return false;
1033     setDoesNotThrow(F);
1034     setDoesNotCapture(F, 2);
1035     setOnlyReadsMemory(F, 2);
1036     break;
1037   case LibFunc::memalign:
1038     if (!FTy->getReturnType()->isPointerTy())
1039       return false;
1040     setDoesNotAlias(F, 0);
1041     break;
1042   case LibFunc::mkdir:
1043     if (FTy->getNumParams() == 0 ||
1044         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1045       return false;
1046     setDoesNotThrow(F);
1047     setDoesNotCapture(F, 1);
1048     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1049     break;
1050   case LibFunc::mktime:
1051     if (FTy->getNumParams() == 0 ||
1052         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1053       return false;
1054     setDoesNotThrow(F);
1055     setDoesNotCapture(F, 1);
1056     break;
1057   case LibFunc::realloc:
1058     if (FTy->getNumParams() != 2 ||
1059         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1060         !FTy->getReturnType()->isPointerTy())
1061       return false;
1062     setDoesNotThrow(F);
1063     setDoesNotAlias(F, 0);
1064     setDoesNotCapture(F, 1);
1065     break;
1066   case LibFunc::read:
1067     if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1068         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1069       return false;
1070     // May throw; "read" is a valid pthread cancellation point.
1071     setDoesNotCapture(F, 2);
1072     break;
1073   case LibFunc::rewind:
1074     if (FTy->getNumParams() < 1 ||
1075         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1076       return false;
1077     setDoesNotThrow(F);
1078     setDoesNotCapture(F, 1);
1079     break;
1080   case LibFunc::rmdir:
1081   case LibFunc::remove:
1082   case LibFunc::realpath:
1083     if (FTy->getNumParams() < 1 ||
1084         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1085       return false;
1086     setDoesNotThrow(F);
1087     setDoesNotCapture(F, 1);
1088     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1089     break;
1090   case LibFunc::rename:
1091     if (FTy->getNumParams() < 2 ||
1092         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1093         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1094       return false;
1095     setDoesNotThrow(F);
1096     setDoesNotCapture(F, 1);
1097     setDoesNotCapture(F, 2);
1098     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1099     setOnlyReadsMemory(F, 2);
1100     break;
1101   case LibFunc::readlink:
1102     if (FTy->getNumParams() < 2 ||
1103         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1104         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1105       return false;
1106     setDoesNotThrow(F);
1107     setDoesNotCapture(F, 1);
1108     setDoesNotCapture(F, 2);
1109     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1110     break;
1111   case LibFunc::write:
1112     if (FTy->getNumParams() != 3 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1113       return false;
1114     // May throw; "write" is a valid pthread cancellation point.
1115     setDoesNotCapture(F, 2);
1116     setOnlyReadsMemory(F, 2);
1117     break;
1118   case LibFunc::bcopy:
1119     if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1120         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1121         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1122       return false;
1123     setDoesNotThrow(F);
1124     setDoesNotCapture(F, 1);
1125     setDoesNotCapture(F, 2);
1126     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1127     break;
1128   case LibFunc::bcmp:
1129     if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1130         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1131         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1132       return false;
1133     setDoesNotThrow(F);
1134     setOnlyReadsMemory(F);
1135     setDoesNotCapture(F, 1);
1136     setDoesNotCapture(F, 2);
1137     break;
1138   case LibFunc::bzero:
1139     if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1140       return false;
1141     setDoesNotThrow(F);
1142     setDoesNotCapture(F, 1);
1143     break;
1144   case LibFunc::calloc:
1145     if (FTy->getNumParams() != 2 ||
1146         !FTy->getReturnType()->isPointerTy())
1147       return false;
1148     setDoesNotThrow(F);
1149     setDoesNotAlias(F, 0);
1150     break;
1151   case LibFunc::chmod:
1152   case LibFunc::chown:
1153     if (FTy->getNumParams() == 0 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1154       return false;
1155     setDoesNotThrow(F);
1156     setDoesNotCapture(F, 1);
1157     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1158     break;
1159   case LibFunc::ctermid:
1160   case LibFunc::clearerr:
1161   case LibFunc::closedir:
1162     if (FTy->getNumParams() == 0 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1163       return false;
1164     setDoesNotThrow(F);
1165     setDoesNotCapture(F, 1);
1166     break;
1167   case LibFunc::atoi:
1168   case LibFunc::atol:
1169   case LibFunc::atof:
1170   case LibFunc::atoll:
1171     if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1172       return false;
1173     setDoesNotThrow(F);
1174     setOnlyReadsMemory(F);
1175     setDoesNotCapture(F, 1);
1176     break;
1177   case LibFunc::access:
1178     if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1179       return false;
1180     setDoesNotThrow(F);
1181     setDoesNotCapture(F, 1);
1182     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1183     break;
1184   case LibFunc::fopen:
1185     if (FTy->getNumParams() != 2 ||
1186         !FTy->getReturnType()->isPointerTy() ||
1187         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1188         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1189       return false;
1190     setDoesNotThrow(F);
1191     setDoesNotAlias(F, 0);
1192     setDoesNotCapture(F, 1);
1193     setDoesNotCapture(F, 2);
1194     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1195     setOnlyReadsMemory(F, 2);
1196     break;
1197   case LibFunc::fdopen:
1198     if (FTy->getNumParams() != 2 ||
1199         !FTy->getReturnType()->isPointerTy() ||
1200         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1201       return false;
1202     setDoesNotThrow(F);
1203     setDoesNotAlias(F, 0);
1204     setDoesNotCapture(F, 2);
1205     setOnlyReadsMemory(F, 2);
1206     break;
1207   case LibFunc::feof:
1208   case LibFunc::free:
1209   case LibFunc::fseek:
1210   case LibFunc::ftell:
1211   case LibFunc::fgetc:
1212   case LibFunc::fseeko:
1213   case LibFunc::ftello:
1214   case LibFunc::fileno:
1215   case LibFunc::fflush:
1216   case LibFunc::fclose:
1217   case LibFunc::fsetpos:
1218   case LibFunc::flockfile:
1219   case LibFunc::funlockfile:
1220   case LibFunc::ftrylockfile:
1221     if (FTy->getNumParams() == 0 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1222       return false;
1223     setDoesNotThrow(F);
1224     setDoesNotCapture(F, 1);
1225     break;
1226   case LibFunc::ferror:
1227     if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1228       return false;
1229     setDoesNotThrow(F);
1230     setDoesNotCapture(F, 1);
1231     setOnlyReadsMemory(F);
1232     break;
1233   case LibFunc::fputc:
1234   case LibFunc::fstat:
1235   case LibFunc::frexp:
1236   case LibFunc::frexpf:
1237   case LibFunc::frexpl:
1238   case LibFunc::fstatvfs:
1239     if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1240       return false;
1241     setDoesNotThrow(F);
1242     setDoesNotCapture(F, 2);
1243     break;
1244   case LibFunc::fgets:
1245     if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1246         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1247         !FTy->getParamType(2)->isPointerTy())
1248       return false;
1249     setDoesNotThrow(F);
1250     setDoesNotCapture(F, 3);
1251     break;
1252   case LibFunc::fread:
1253     if (FTy->getNumParams() != 4 ||
1254         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1255         !FTy->getParamType(3)->isPointerTy())
1256       return false;
1257     setDoesNotThrow(F);
1258     setDoesNotCapture(F, 1);
1259     setDoesNotCapture(F, 4);
1260     break;
1261   case LibFunc::fwrite:
1262     if (FTy->getNumParams() != 4 ||
1263         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1264         !FTy->getParamType(3)->isPointerTy())
1265       return false;
1266     setDoesNotThrow(F);
1267     setDoesNotCapture(F, 1);
1268     setDoesNotCapture(F, 4);
1269     break;
1270   case LibFunc::fputs:
1271     if (FTy->getNumParams() < 2 ||
1272         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1273         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1274       return false;
1275     setDoesNotThrow(F);
1276     setDoesNotCapture(F, 1);
1277     setDoesNotCapture(F, 2);
1278     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1279     break;
1280   case LibFunc::fscanf:
1281   case LibFunc::fprintf:
1282     if (FTy->getNumParams() < 2 ||
1283         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1284         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1285       return false;
1286     setDoesNotThrow(F);
1287     setDoesNotCapture(F, 1);
1288     setDoesNotCapture(F, 2);
1289     setOnlyReadsMemory(F, 2);
1290     break;
1291   case LibFunc::fgetpos:
1292     if (FTy->getNumParams() < 2 ||
1293         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1294         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1295       return false;
1296     setDoesNotThrow(F);
1297     setDoesNotCapture(F, 1);
1298     setDoesNotCapture(F, 2);
1299     break;
1300   case LibFunc::getc:
1301   case LibFunc::getlogin_r:
1302   case LibFunc::getc_unlocked:
1303     if (FTy->getNumParams() == 0 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1304       return false;
1305     setDoesNotThrow(F);
1306     setDoesNotCapture(F, 1);
1307     break;
1308   case LibFunc::getenv:
1309     if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1310       return false;
1311     setDoesNotThrow(F);
1312     setOnlyReadsMemory(F);
1313     setDoesNotCapture(F, 1);
1314     break;
1315   case LibFunc::gets:
1316   case LibFunc::getchar:
1317     setDoesNotThrow(F);
1318     break;
1319   case LibFunc::getitimer:
1320     if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1321       return false;
1322     setDoesNotThrow(F);
1323     setDoesNotCapture(F, 2);
1324     break;
1325   case LibFunc::getpwnam:
1326     if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1327       return false;
1328     setDoesNotThrow(F);
1329     setDoesNotCapture(F, 1);
1330     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1331     break;
1332   case LibFunc::ungetc:
1333     if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1334       return false;
1335     setDoesNotThrow(F);
1336     setDoesNotCapture(F, 2);
1337     break;
1338   case LibFunc::uname:
1339     if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1340       return false;
1341     setDoesNotThrow(F);
1342     setDoesNotCapture(F, 1);
1343     break;
1344   case LibFunc::unlink:
1345     if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1346       return false;
1347     setDoesNotThrow(F);
1348     setDoesNotCapture(F, 1);
1349     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1350     break;
1351   case LibFunc::unsetenv:
1352     if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1353       return false;
1354     setDoesNotThrow(F);
1355     setDoesNotCapture(F, 1);
1356     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1357     break;
1358   case LibFunc::utime:
1359   case LibFunc::utimes:
1360     if (FTy->getNumParams() != 2 ||
1361         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1362         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1363       return false;
1364     setDoesNotThrow(F);
1365     setDoesNotCapture(F, 1);
1366     setDoesNotCapture(F, 2);
1367     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1368     setOnlyReadsMemory(F, 2);
1369     break;
1370   case LibFunc::putc:
1371     if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1372       return false;
1373     setDoesNotThrow(F);
1374     setDoesNotCapture(F, 2);
1375     break;
1376   case LibFunc::puts:
1377   case LibFunc::printf:
1378   case LibFunc::perror:
1379     if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1380       return false;
1381     setDoesNotThrow(F);
1382     setDoesNotCapture(F, 1);
1383     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1384     break;
1385   case LibFunc::pread:
1386     if (FTy->getNumParams() != 4 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1387       return false;
1388     // May throw; "pread" is a valid pthread cancellation point.
1389     setDoesNotCapture(F, 2);
1390     break;
1391   case LibFunc::pwrite:
1392     if (FTy->getNumParams() != 4 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1393       return false;
1394     // May throw; "pwrite" is a valid pthread cancellation point.
1395     setDoesNotCapture(F, 2);
1396     setOnlyReadsMemory(F, 2);
1397     break;
1398   case LibFunc::putchar:
1399     setDoesNotThrow(F);
1400     break;
1401   case LibFunc::popen:
1402     if (FTy->getNumParams() != 2 ||
1403         !FTy->getReturnType()->isPointerTy() ||
1404         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1405         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1406       return false;
1407     setDoesNotThrow(F);
1408     setDoesNotAlias(F, 0);
1409     setDoesNotCapture(F, 1);
1410     setDoesNotCapture(F, 2);
1411     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1412     setOnlyReadsMemory(F, 2);
1413     break;
1414   case LibFunc::pclose:
1415     if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1416       return false;
1417     setDoesNotThrow(F);
1418     setDoesNotCapture(F, 1);
1419     break;
1420   case LibFunc::vscanf:
1421     if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1422       return false;
1423     setDoesNotThrow(F);
1424     setDoesNotCapture(F, 1);
1425     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1426     break;
1427   case LibFunc::vsscanf:
1428     if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1429         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy() ||
1430         !FTy->getParamType(2)->isPointerTy())
1431       return false;
1432     setDoesNotThrow(F);
1433     setDoesNotCapture(F, 1);
1434     setDoesNotCapture(F, 2);
1435     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1436     setOnlyReadsMemory(F, 2);
1437     break;
1438   case LibFunc::vfscanf:
1439     if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1440         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy() ||
1441         !FTy->getParamType(2)->isPointerTy())
1442       return false;
1443     setDoesNotThrow(F);
1444     setDoesNotCapture(F, 1);
1445     setDoesNotCapture(F, 2);
1446     setOnlyReadsMemory(F, 2);
1447     break;
1448   case LibFunc::valloc:
1449     if (!FTy->getReturnType()->isPointerTy())
1450       return false;
1451     setDoesNotThrow(F);
1452     setDoesNotAlias(F, 0);
1453     break;
1454   case LibFunc::vprintf:
1455     if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1456       return false;
1457     setDoesNotThrow(F);
1458     setDoesNotCapture(F, 1);
1459     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1460     break;
1461   case LibFunc::vfprintf:
1462   case LibFunc::vsprintf:
1463     if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1464         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1465         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1466       return false;
1467     setDoesNotThrow(F);
1468     setDoesNotCapture(F, 1);
1469     setDoesNotCapture(F, 2);
1470     setOnlyReadsMemory(F, 2);
1471     break;
1472   case LibFunc::vsnprintf:
1473     if (FTy->getNumParams() != 4 ||
1474         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1475         !FTy->getParamType(2)->isPointerTy())
1476       return false;
1477     setDoesNotThrow(F);
1478     setDoesNotCapture(F, 1);
1479     setDoesNotCapture(F, 3);
1480     setOnlyReadsMemory(F, 3);
1481     break;
1482   case LibFunc::open:
1483     if (FTy->getNumParams() < 2 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1484       return false;
1485     // May throw; "open" is a valid pthread cancellation point.
1486     setDoesNotCapture(F, 1);
1487     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1488     break;
1489   case LibFunc::opendir:
1490     if (FTy->getNumParams() != 1 ||
1491         !FTy->getReturnType()->isPointerTy() ||
1492         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1493       return false;
1494     setDoesNotThrow(F);
1495     setDoesNotAlias(F, 0);
1496     setDoesNotCapture(F, 1);
1497     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1498     break;
1499   case LibFunc::tmpfile:
1500     if (!FTy->getReturnType()->isPointerTy())
1501       return false;
1502     setDoesNotThrow(F);
1503     setDoesNotAlias(F, 0);
1504     break;
1505   case LibFunc::times:
1506     if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1507       return false;
1508     setDoesNotThrow(F);
1509     setDoesNotCapture(F, 1);
1510     break;
1511   case LibFunc::htonl:
1512   case LibFunc::htons:
1513   case LibFunc::ntohl:
1514   case LibFunc::ntohs:
1515     setDoesNotThrow(F);
1516     setDoesNotAccessMemory(F);
1517     break;
1518   case LibFunc::lstat:
1519     if (FTy->getNumParams() != 2 ||
1520         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1521         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1522       return false;
1523     setDoesNotThrow(F);
1524     setDoesNotCapture(F, 1);
1525     setDoesNotCapture(F, 2);
1526     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1527     break;
1528   case LibFunc::lchown:
1529     if (FTy->getNumParams() != 3 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1530       return false;
1531     setDoesNotThrow(F);
1532     setDoesNotCapture(F, 1);
1533     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1534     break;
1535   case LibFunc::qsort:
1536     if (FTy->getNumParams() != 4 || !FTy->getParamType(3)->isPointerTy())
1537       return false;
1538     // May throw; places call through function pointer.
1539     setDoesNotCapture(F, 4);
1540     break;
1541   case LibFunc::dunder_strdup:
1542   case LibFunc::dunder_strndup:
1543     if (FTy->getNumParams() < 1 ||
1544         !FTy->getReturnType()->isPointerTy() ||
1545         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1546       return false;
1547     setDoesNotThrow(F);
1548     setDoesNotAlias(F, 0);
1549     setDoesNotCapture(F, 1);
1550     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1551     break;
1552   case LibFunc::dunder_strtok_r:
1553     if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1554         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1555       return false;
1556     setDoesNotThrow(F);
1557     setDoesNotCapture(F, 2);
1558     setOnlyReadsMemory(F, 2);
1559     break;
1560   case LibFunc::under_IO_getc:
1561     if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1562       return false;
1563     setDoesNotThrow(F);
1564     setDoesNotCapture(F, 1);
1565     break;
1566   case LibFunc::under_IO_putc:
1567     if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1568       return false;
1569     setDoesNotThrow(F);
1570     setDoesNotCapture(F, 2);
1571     break;
1572   case LibFunc::dunder_isoc99_scanf:
1573     if (FTy->getNumParams() < 1 ||
1574         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1575       return false;
1576     setDoesNotThrow(F);
1577     setDoesNotCapture(F, 1);
1578     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1579     break;
1580   case LibFunc::stat64:
1581   case LibFunc::lstat64:
1582   case LibFunc::statvfs64:
1583     if (FTy->getNumParams() < 1 ||
1584         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1585         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1586       return false;
1587     setDoesNotThrow(F);
1588     setDoesNotCapture(F, 1);
1589     setDoesNotCapture(F, 2);
1590     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1591     break;
1592   case LibFunc::dunder_isoc99_sscanf:
1593     if (FTy->getNumParams() < 1 ||
1594         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1595         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1596       return false;
1597     setDoesNotThrow(F);
1598     setDoesNotCapture(F, 1);
1599     setDoesNotCapture(F, 2);
1600     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1601     setOnlyReadsMemory(F, 2);
1602     break;
1603   case LibFunc::fopen64:
1604     if (FTy->getNumParams() != 2 ||
1605         !FTy->getReturnType()->isPointerTy() ||
1606         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1607         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1608       return false;
1609     setDoesNotThrow(F);
1610     setDoesNotAlias(F, 0);
1611     setDoesNotCapture(F, 1);
1612     setDoesNotCapture(F, 2);
1613     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1614     setOnlyReadsMemory(F, 2);
1615     break;
1616   case LibFunc::fseeko64:
1617   case LibFunc::ftello64:
1618     if (FTy->getNumParams() == 0 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1619       return false;
1620     setDoesNotThrow(F);
1621     setDoesNotCapture(F, 1);
1622     break;
1623   case LibFunc::tmpfile64:
1624     if (!FTy->getReturnType()->isPointerTy())
1625       return false;
1626     setDoesNotThrow(F);
1627     setDoesNotAlias(F, 0);
1628     break;
1629   case LibFunc::fstat64:
1630   case LibFunc::fstatvfs64:
1631     if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1632       return false;
1633     setDoesNotThrow(F);
1634     setDoesNotCapture(F, 2);
1635     break;
1636   case LibFunc::open64:
1637     if (FTy->getNumParams() < 2 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1638       return false;
1639     // May throw; "open" is a valid pthread cancellation point.
1640     setDoesNotCapture(F, 1);
1641     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1642     break;
1643   case LibFunc::gettimeofday:
1644     if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1645         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1646       return false;
1647     // Currently some platforms have the restrict keyword on the arguments to
1648     // gettimeofday. To be conservative, do not add noalias to gettimeofday's
1649     // arguments.
1650     setDoesNotThrow(F);
1651     setDoesNotCapture(F, 1);
1652     setDoesNotCapture(F, 2);
1653     break;
1654   default:
1655     // Didn't mark any attributes.
1656     return false;
1657   }
1658
1659   return true;
1660 }
1661
1662 /// annotateLibraryCalls - Adds attributes to well-known standard library
1663 /// call declarations.
1664 bool FunctionAttrs::annotateLibraryCalls(const CallGraphSCC &SCC) {
1665   bool MadeChange = false;
1666
1667   // Check each function in turn annotating well-known library function
1668   // declarations with attributes.
1669   for (CallGraphSCC::iterator I = SCC.begin(), E = SCC.end(); I != E; ++I) {
1670     Function *F = (*I)->getFunction();
1671
1672     if (F && F->isDeclaration())
1673       MadeChange |= inferPrototypeAttributes(*F);
1674   }
1675
1676   return MadeChange;
1677 }
1678
1679 bool FunctionAttrs::runOnSCC(CallGraphSCC &SCC) {
1680   AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
1681   TLI = &getAnalysis<TargetLibraryInfo>();
1682
1683   bool Changed = annotateLibraryCalls(SCC);
1684   Changed |= AddReadAttrs(SCC);
1685   Changed |= AddArgumentAttrs(SCC);
1686   Changed |= AddNoAliasAttrs(SCC);
1687   return Changed;
1688 }