test/Analysis/ScalarEvolution/scev-aa.ll

   1 ; RUN: opt -disable-output < %s -disable-basicaa -scev-aa -aa-eval -print-all-alias-modref-info \
   2 ; RUN:   2>&1 | FileCheck %s
   3
   4 ; At the time of this writing, -basicaa misses the example of the form
   5 ; A[i+(j+1)] != A[i+j], which can arise from multi-dimensional array references,
   6 ; and the example of the form A[0] != A[i+1], where i+1 is known to be positive.
   7
   8 target datalayout = "e-p:64:64:64-i1:8:8-i8:8:8-i16:16:16-i32:32:32-i64:64:64"
   9
  10 ; p[i] and p[i+1] don't alias.
  11
  12 ; CHECK: Function: loop: 3 pointers, 0 call sites
  13 ; CHECK: NoAlias: double* %pi, double* %pi.next
  14
  15 define void @loop(double* nocapture %p, i64 %n) nounwind {
  16 entry:
  17   %j = icmp sgt i64 %n, 0
  18   br i1 %j, label %bb, label %return
  19
  20 bb:
  21   %i = phi i64 [ 0, %entry ], [ %i.next, %bb ]
  22   %pi = getelementptr double, double* %p, i64 %i
  23   %i.next = add i64 %i, 1
  24   %pi.next = getelementptr double, double* %p, i64 %i.next
  25   %x = load double, double* %pi
  26   %y = load double, double* %pi.next
  27   %z = fmul double %x, %y
  28   store double %z, double* %pi
  29   %exitcond = icmp eq i64 %i.next, %n
  30   br i1 %exitcond, label %return, label %bb
  31
  32 return:
  33   ret void
  34 }
  35
  36 ; Slightly more involved: p[j][i], p[j][i+1], and p[j+1][i] don't alias.
  37
  38 ; CHECK: Function: nestedloop: 4 pointers, 0 call sites
  39 ; CHECK: NoAlias: double* %pi.j, double* %pi.next.j
  40 ; CHECK: NoAlias: double* %pi.j, double* %pi.j.next
  41 ; CHECK: NoAlias: double* %pi.j.next, double* %pi.next.j
  42
  43 define void @nestedloop(double* nocapture %p, i64 %m) nounwind {
  44 entry:
  45   %k = icmp sgt i64 %m, 0
  46   br i1 %k, label %guard, label %return
  47
  48 guard:
  49   %l = icmp sgt i64 91, 0
  50   br i1 %l, label %outer.loop, label %return
  51
  52 outer.loop:
  53   %j = phi i64 [ 0, %guard ], [ %j.next, %outer.latch ]
  54   br label %bb
  55
  56 bb:
  57   %i = phi i64 [ 0, %outer.loop ], [ %i.next, %bb ]
  58   %i.next = add i64 %i, 1
  59
  60   %e = add i64 %i, %j
  61   %pi.j = getelementptr double, double* %p, i64 %e
  62   %f = add i64 %i.next, %j
  63   %pi.next.j = getelementptr double, double* %p, i64 %f
  64   %x = load double, double* %pi.j
  65   %y = load double, double* %pi.next.j
  66   %z = fmul double %x, %y
  67   store double %z, double* %pi.j
  68
  69   %o = add i64 %j, 91
  70   %g = add i64 %i, %o
  71   %pi.j.next = getelementptr double, double* %p, i64 %g
  72   %a = load double, double* %pi.j.next
  73   %b = fmul double %x, %a
  74   store double %b, double* %pi.j.next
  75
  76   %exitcond = icmp eq i64 %i.next, 91
  77   br i1 %exitcond, label %outer.latch, label %bb
  78
  79 outer.latch:
  80   %j.next = add i64 %j, 91
  81   %h = icmp eq i64 %j.next, %m
  82   br i1 %h, label %return, label %outer.loop
  83
  84 return:
  85   ret void
  86 }
  87
  88 ; Even more involved: same as nestedloop, but with a variable extent.
  89 ; When n is 1, p[j+1][i] does alias p[j][i+1], and there's no way to
  90 ; prove whether n will be greater than 1, so that relation will always
  91 ; by MayAlias. The loop is guarded by a n > 0 test though, so
  92 ; p[j+1][i] and p[j][i] can theoretically be determined to be NoAlias,
  93 ; however the analysis currently doesn't do that.
  94 ; TODO: Make the analysis smarter and turn that MayAlias into a NoAlias.
  95
  96 ; CHECK: Function: nestedloop_more: 4 pointers, 0 call sites
  97 ; CHECK: NoAlias: double* %pi.j, double* %pi.next.j
  98 ; CHECK: MayAlias: double* %pi.j, double* %pi.j.next
  99
 100 define void @nestedloop_more(double* nocapture %p, i64 %n, i64 %m) nounwind {
 101 entry:
 102   %k = icmp sgt i64 %m, 0
 103   br i1 %k, label %guard, label %return
 104
 105 guard:
 106   %l = icmp sgt i64 %n, 0
 107   br i1 %l, label %outer.loop, label %return
 108
 109 outer.loop:
 110   %j = phi i64 [ 0, %guard ], [ %j.next, %outer.latch ]
 111   br label %bb
 112
 113 bb:
 114   %i = phi i64 [ 0, %outer.loop ], [ %i.next, %bb ]
 115   %i.next = add i64 %i, 1
 116
 117   %e = add i64 %i, %j
 118   %pi.j = getelementptr double, double* %p, i64 %e
 119   %f = add i64 %i.next, %j
 120   %pi.next.j = getelementptr double, double* %p, i64 %f
 121   %x = load double, double* %pi.j
 122   %y = load double, double* %pi.next.j
 123   %z = fmul double %x, %y
 124   store double %z, double* %pi.j
 125
 126   %o = add i64 %j, %n
 127   %g = add i64 %i, %o
 128   %pi.j.next = getelementptr double, double* %p, i64 %g
 129   %a = load double, double* %pi.j.next
 130   %b = fmul double %x, %a
 131   store double %b, double* %pi.j.next
 132
 133   %exitcond = icmp eq i64 %i.next, %n
 134   br i1 %exitcond, label %outer.latch, label %bb
 135
 136 outer.latch:
 137   %j.next = add i64 %j, %n
 138   %h = icmp eq i64 %j.next, %m
 139   br i1 %h, label %return, label %outer.loop
 140
 141 return:
 142   ret void
 143 }
 144
 145 ; ScalarEvolution expands field offsets into constants, which allows it to
 146 ; do aggressive analysis. Contrast this with BasicAA, which works by
 147 ; recognizing GEP idioms.
 148
 149 %struct.A = type { %struct.B, i32, i32 }
 150 %struct.B = type { double }
 151
 152 ; CHECK: Function: foo: 7 pointers, 0 call sites
 153 ; CHECK: NoAlias: %struct.B* %B, i32* %Z
 154 ; CHECK: NoAlias: %struct.B* %B, %struct.B* %C
 155 ; CHECK: MustAlias: %struct.B* %C, i32* %Z
 156 ; CHECK: NoAlias: %struct.B* %B, i32* %X
 157 ; CHECK: MustAlias: i32* %X, i32* %Z
 158 ; CHECK: MustAlias: %struct.B* %C, i32* %Y
 159 ; CHECK: MustAlias: i32* %X, i32* %Y
 160
 161 define void @foo() {
 162 entry:
 163   %A = alloca %struct.A
 164   %B = getelementptr %struct.A, %struct.A* %A, i32 0, i32 0
 165   %Q = bitcast %struct.B* %B to %struct.A*
 166   %Z = getelementptr %struct.A, %struct.A* %Q, i32 0, i32 1
 167   %C = getelementptr %struct.B, %struct.B* %B, i32 1
 168   %X = bitcast %struct.B* %C to i32*
 169   %Y = getelementptr %struct.A, %struct.A* %A, i32 0, i32 1
 170   ret void
 171 }
 172
 173 ; CHECK: Function: bar: 7 pointers, 0 call sites
 174 ; CHECK: NoAlias: %struct.B* %N, i32* %P
 175 ; CHECK: NoAlias: %struct.B* %N, %struct.B* %R
 176 ; CHECK: MustAlias: %struct.B* %R, i32* %P
 177 ; CHECK: NoAlias: %struct.B* %N, i32* %W
 178 ; CHECK: MustAlias: i32* %P, i32* %W
 179 ; CHECK: MustAlias: %struct.B* %R, i32* %V
 180 ; CHECK: MustAlias: i32* %V, i32* %W
 181
 182 define void @bar() {
 183   %M = alloca %struct.A
 184   %N = getelementptr %struct.A, %struct.A* %M, i32 0, i32 0
 185   %O = bitcast %struct.B* %N to %struct.A*
 186   %P = getelementptr %struct.A, %struct.A* %O, i32 0, i32 1
 187   %R = getelementptr %struct.B, %struct.B* %N, i32 1
 188   %W = bitcast %struct.B* %R to i32*
 189   %V = getelementptr %struct.A, %struct.A* %M, i32 0, i32 1
 190   ret void
 191 }
 192
 193 ; CHECK: Function: nonnegative: 2 pointers, 0 call sites
 194 ; CHECK: NoAlias:  i64* %arrayidx, i64* %p
 195
 196 define void @nonnegative(i64* %p) nounwind {
 197 entry:
 198   br label %for.body
 199
 200 for.body:                                         ; preds = %entry, %for.body
 201   %i = phi i64 [ %inc, %for.body ], [ 0, %entry ] ; <i64> [#uses=2]
 202   %inc = add nsw i64 %i, 1                         ; <i64> [#uses=2]
 203   %arrayidx = getelementptr inbounds i64, i64* %p, i64 %inc
 204   store i64 0, i64* %arrayidx
 205   %tmp6 = load i64, i64* %p                            ; <i64> [#uses=1]
 206   %cmp = icmp slt i64 %inc, %tmp6                 ; <i1> [#uses=1]
 207   br i1 %cmp, label %for.body, label %for.end
 208
 209 for.end:                                          ; preds = %for.body, %entry
 210   ret void
 211 }
 212
 213 ; CHECK: 14 no alias responses
 214 ; CHECK: 26 may alias responses
 215 ; CHECK: 18 must alias responses