AA metadata refactoring (introduce AAMDNodes)
[oota-llvm.git] / include / llvm / Analysis / AliasAnalysis.h
index 2beb8fb0bf160dba10a01f97355f228ea2dd30ff..3aaec851c9fceb1e4e3a1f65d1494f494755b61d 100644 (file)
 // which automatically provides functionality for the entire suite of client
 // APIs.
 //
-// This API represents memory as a (Pointer, Size) pair.  The Pointer component
-// specifies the base memory address of the region, the Size specifies how large
-// of an area is being queried.  If Size is 0, two pointers only alias if they
-// are exactly equal.  If size is greater than zero, but small, the two pointers
-// alias if the areas pointed to overlap.  If the size is very large (ie, ~0U),
-// then the two pointers alias if they may be pointing to components of the same
-// memory object.  Pointers that point to two completely different objects in
-// memory never alias, regardless of the value of the Size component.
+// This API identifies memory regions with the Location class. The pointer
+// component specifies the base memory address of the region. The Size specifies
+// the maximum size (in address units) of the memory region, or UnknownSize if
+// the size is not known. The TBAA tag identifies the "type" of the memory
+// reference; see the TypeBasedAliasAnalysis class for details.
+//
+// Some non-obvious details include:
+//  - Pointers that point to two completely different objects in memory never
+//    alias, regardless of the value of the Size component.
+//  - NoAlias doesn't imply inequal pointers. The most obvious example of this
+//    is two pointers to constant memory. Even if they are equal, constant
+//    memory is never stored to, so there will never be any dependencies.
+//    In this and other situations, the pointers may be both NoAlias and
+//    MustAlias at the same time. The current API can only return one result,
+//    though this is rarely a problem in practice.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#ifndef LLVM_ANALYSIS_ALIAS_ANALYSIS_H
-#define LLVM_ANALYSIS_ALIAS_ANALYSIS_H
+#ifndef LLVM_ANALYSIS_ALIASANALYSIS_H
+#define LLVM_ANALYSIS_ALIASANALYSIS_H
 
-#include "llvm/Support/CallSite.h"
-#include "llvm/System/IncludeFile.h"
-#include <vector>
+#include "llvm/ADT/DenseMap.h"
+#include "llvm/IR/CallSite.h"
+#include "llvm/IR/Metadata.h"
 
 namespace llvm {
 
 class LoadInst;
 class StoreInst;
 class VAArgInst;
-class TargetData;
+class DataLayout;
+class TargetLibraryInfo;
 class Pass;
 class AnalysisUsage;
+class MemTransferInst;
+class MemIntrinsic;
+class DominatorTree;
 
 class AliasAnalysis {
 protected:
-  const TargetData *TD;
+  const DataLayout *DL;
+  const TargetLibraryInfo *TLI;
+
+private:
   AliasAnalysis *AA;       // Previous Alias Analysis to chain to.
 
+protected:
   /// InitializeAliasAnalysis - Subclasses must call this method to initialize
   /// the AliasAnalysis interface before any other methods are called.  This is
   /// typically called by the run* methods of these subclasses.  This may be
@@ -56,54 +71,157 @@ protected:
   void InitializeAliasAnalysis(Pass *P);
 
   /// getAnalysisUsage - All alias analysis implementations should invoke this
-  /// directly (using AliasAnalysis::getAnalysisUsage(AU)) to make sure that
-  /// TargetData is required by the pass.
+  /// directly (using AliasAnalysis::getAnalysisUsage(AU)).
   virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
 
 public:
   static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
-  AliasAnalysis() : TD(0), AA(0) {}
+  AliasAnalysis() : DL(nullptr), TLI(nullptr), AA(nullptr) {}
   virtual ~AliasAnalysis();  // We want to be subclassed
 
-  /// getTargetData - Every alias analysis implementation depends on the size of
-  /// data items in the current Target.  This provides a uniform way to handle
-  /// it.
+  /// UnknownSize - This is a special value which can be used with the
+  /// size arguments in alias queries to indicate that the caller does not
+  /// know the sizes of the potential memory references.
+  static uint64_t const UnknownSize = ~UINT64_C(0);
+
+  /// getDataLayout - Return a pointer to the current DataLayout object, or
+  /// null if no DataLayout object is available.
   ///
-  const TargetData &getTargetData() const { return *TD; }
+  const DataLayout *getDataLayout() const { return DL; }
+
+  /// getTargetLibraryInfo - Return a pointer to the current TargetLibraryInfo
+  /// object, or null if no TargetLibraryInfo object is available.
+  ///
+  const TargetLibraryInfo *getTargetLibraryInfo() const { return TLI; }
+
+  /// getTypeStoreSize - Return the DataLayout store size for the given type,
+  /// if known, or a conservative value otherwise.
+  ///
+  uint64_t getTypeStoreSize(Type *Ty);
 
   //===--------------------------------------------------------------------===//
   /// Alias Queries...
   ///
 
+  /// Location - A description of a memory location.
+  struct Location {
+    /// Ptr - The address of the start of the location.
+    const Value *Ptr;
+    /// Size - The maximum size of the location, in address-units, or
+    /// UnknownSize if the size is not known.  Note that an unknown size does
+    /// not mean the pointer aliases the entire virtual address space, because
+    /// there are restrictions on stepping out of one object and into another.
+    /// See http://llvm.org/docs/LangRef.html#pointeraliasing
+    uint64_t Size;
+    /// AATags - The metadata nodes which describes the aliasing of the
+    /// location (each member is null if that kind of information is
+    /// unavailable)..
+    AAMDNodes AATags;
+
+    explicit Location(const Value *P = nullptr, uint64_t S = UnknownSize,
+                      const AAMDNodes &N = AAMDNodes())
+      : Ptr(P), Size(S), AATags(N) {}
+
+    Location getWithNewPtr(const Value *NewPtr) const {
+      Location Copy(*this);
+      Copy.Ptr = NewPtr;
+      return Copy;
+    }
+
+    Location getWithNewSize(uint64_t NewSize) const {
+      Location Copy(*this);
+      Copy.Size = NewSize;
+      return Copy;
+    }
+
+    Location getWithoutAATags() const {
+      Location Copy(*this);
+      Copy.AATags = AAMDNodes();
+      return Copy;
+    }
+  };
+
+  /// getLocation - Fill in Loc with information about the memory reference by
+  /// the given instruction.
+  Location getLocation(const LoadInst *LI);
+  Location getLocation(const StoreInst *SI);
+  Location getLocation(const VAArgInst *VI);
+  Location getLocation(const AtomicCmpXchgInst *CXI);
+  Location getLocation(const AtomicRMWInst *RMWI);
+  static Location getLocationForSource(const MemTransferInst *MTI);
+  static Location getLocationForDest(const MemIntrinsic *MI);
+
   /// Alias analysis result - Either we know for sure that it does not alias, we
   /// know for sure it must alias, or we don't know anything: The two pointers
   /// _might_ alias.  This enum is designed so you can do things like:
   ///     if (AA.alias(P1, P2)) { ... }
   /// to check to see if two pointers might alias.
   ///
-  enum AliasResult { NoAlias = 0, MayAlias = 1, MustAlias = 2 };
+  /// See docs/AliasAnalysis.html for more information on the specific meanings
+  /// of these values.
+  ///
+  enum AliasResult {
+    NoAlias = 0,        ///< No dependencies.
+    MayAlias,           ///< Anything goes.
+    PartialAlias,       ///< Pointers differ, but pointees overlap.
+    MustAlias           ///< Pointers are equal.
+  };
 
   /// alias - The main low level interface to the alias analysis implementation.
-  /// Returns a Result indicating whether the two pointers are aliased to each
-  /// other.  This is the interface that must be implemented by specific alias
-  /// analysis implementations.
-  ///
-  virtual AliasResult alias(const Value *V1, unsigned V1Size,
-                            const Value *V2, unsigned V2Size);
-
-  /// getMustAliases - If there are any pointers known that must alias this
-  /// pointer, return them now.  This allows alias-set based alias analyses to
-  /// perform a form a value numbering (which is exposed by load-vn).  If an
-  /// alias analysis supports this, it should ADD any must aliased pointers to
-  /// the specified vector.
-  ///
-  virtual void getMustAliases(Value *P, std::vector<Value*> &RetVals);
+  /// Returns an AliasResult indicating whether the two pointers are aliased to
+  /// each other.  This is the interface that must be implemented by specific
+  /// alias analysis implementations.
+  virtual AliasResult alias(const Location &LocA, const Location &LocB);
+
+  /// alias - A convenience wrapper.
+  AliasResult alias(const Value *V1, uint64_t V1Size,
+                    const Value *V2, uint64_t V2Size) {
+    return alias(Location(V1, V1Size), Location(V2, V2Size));
+  }
 
-  /// pointsToConstantMemory - If the specified pointer is known to point into
-  /// constant global memory, return true.  This allows disambiguation of store
-  /// instructions from constant pointers.
-  ///
-  virtual bool pointsToConstantMemory(const Value *P);
+  /// alias - A convenience wrapper.
+  AliasResult alias(const Value *V1, const Value *V2) {
+    return alias(V1, UnknownSize, V2, UnknownSize);
+  }
+
+  /// isNoAlias - A trivial helper function to check to see if the specified
+  /// pointers are no-alias.
+  bool isNoAlias(const Location &LocA, const Location &LocB) {
+    return alias(LocA, LocB) == NoAlias;
+  }
+
+  /// isNoAlias - A convenience wrapper.
+  bool isNoAlias(const Value *V1, uint64_t V1Size,
+                 const Value *V2, uint64_t V2Size) {
+    return isNoAlias(Location(V1, V1Size), Location(V2, V2Size));
+  }
+  
+  /// isNoAlias - A convenience wrapper.
+  bool isNoAlias(const Value *V1, const Value *V2) {
+    return isNoAlias(Location(V1), Location(V2));
+  }
+  
+  /// isMustAlias - A convenience wrapper.
+  bool isMustAlias(const Location &LocA, const Location &LocB) {
+    return alias(LocA, LocB) == MustAlias;
+  }
+
+  /// isMustAlias - A convenience wrapper.
+  bool isMustAlias(const Value *V1, const Value *V2) {
+    return alias(V1, 1, V2, 1) == MustAlias;
+  }
+  
+  /// pointsToConstantMemory - If the specified memory location is
+  /// known to be constant, return true. If OrLocal is true and the
+  /// specified memory location is known to be "local" (derived from
+  /// an alloca), return true. Otherwise return false.
+  virtual bool pointsToConstantMemory(const Location &Loc,
+                                      bool OrLocal = false);
+
+  /// pointsToConstantMemory - A convenient wrapper.
+  bool pointsToConstantMemory(const Value *P, bool OrLocal = false) {
+    return pointsToConstantMemory(Location(P), OrLocal);
+  }
 
   //===--------------------------------------------------------------------===//
   /// Simple mod/ref information...
@@ -114,86 +232,64 @@ public:
   ///
   enum ModRefResult { NoModRef = 0, Ref = 1, Mod = 2, ModRef = 3 };
 
+  /// These values define additional bits used to define the
+  /// ModRefBehavior values.
+  enum { Nowhere = 0, ArgumentPointees = 4, Anywhere = 8 | ArgumentPointees };
 
   /// ModRefBehavior - Summary of how a function affects memory in the program.
   /// Loads from constant globals are not considered memory accesses for this
   /// interface.  Also, functions may freely modify stack space local to their
   /// invocation without having to report it through these interfaces.
   enum ModRefBehavior {
-    // DoesNotAccessMemory - This function does not perform any non-local loads
-    // or stores to memory.
-    //
-    // This property corresponds to the GCC 'const' attribute.
-    DoesNotAccessMemory,
-
-    // AccessesArguments - This function accesses function arguments in
-    // non-volatile and well known ways, but does not access any other memory.
-    //
-    // Clients may use the Info parameter of getModRefBehavior to get specific
-    // information about how pointer arguments are used.
-    AccessesArguments,
-
-    // AccessesArgumentsAndGlobals - This function has accesses function
-    // arguments and global variables in non-volatile and well-known ways, but
-    // does not access any other memory.
-    //
-    // Clients may use the Info parameter of getModRefBehavior to get specific
-    // information about how pointer arguments are used.
-    AccessesArgumentsAndGlobals,
-
-    // OnlyReadsMemory - This function does not perform any non-local stores or
-    // volatile loads, but may read from any memory location.
-    //
-    // This property corresponds to the GCC 'pure' attribute.
-    OnlyReadsMemory,
-
-    // UnknownModRefBehavior - This indicates that the function could not be
-    // classified into one of the behaviors above.
-    UnknownModRefBehavior
-  };
+    /// DoesNotAccessMemory - This function does not perform any non-local loads
+    /// or stores to memory.
+    ///
+    /// This property corresponds to the GCC 'const' attribute.
+    /// This property corresponds to the LLVM IR 'readnone' attribute.
+    /// This property corresponds to the IntrNoMem LLVM intrinsic flag.
+    DoesNotAccessMemory = Nowhere | NoModRef,
+
+    /// OnlyReadsArgumentPointees - The only memory references in this function
+    /// (if it has any) are non-volatile loads from objects pointed to by its
+    /// pointer-typed arguments, with arbitrary offsets.
+    ///
+    /// This property corresponds to the IntrReadArgMem LLVM intrinsic flag.
+    OnlyReadsArgumentPointees = ArgumentPointees | Ref,
 
-  /// PointerAccessInfo - This struct is used to return results for pointers,
-  /// globals, and the return value of a function.
-  struct PointerAccessInfo {
-    /// V - The value this record corresponds to.  This may be an Argument for
-    /// the function, a GlobalVariable, or null, corresponding to the return
-    /// value for the function.
-    Value *V;
+    /// OnlyAccessesArgumentPointees - The only memory references in this
+    /// function (if it has any) are non-volatile loads and stores from objects
+    /// pointed to by its pointer-typed arguments, with arbitrary offsets.
+    ///
+    /// This property corresponds to the IntrReadWriteArgMem LLVM intrinsic flag.
+    OnlyAccessesArgumentPointees = ArgumentPointees | ModRef,
 
-    /// ModRefInfo - Whether the pointer is loaded or stored to/from.
+    /// OnlyReadsMemory - This function does not perform any non-local stores or
+    /// volatile loads, but may read from any memory location.
     ///
-    ModRefResult ModRefInfo;
-
-    /// AccessType - Specific fine-grained access information for the argument.
-    /// If none of these classifications is general enough, the
-    /// getModRefBehavior method should not return AccessesArguments*.  If a
-    /// record is not returned for a particular argument, the argument is never
-    /// dead and never dereferenced.
-    enum AccessType {
-      /// ScalarAccess - The pointer is dereferenced.
-      ///
-      ScalarAccess,
-
-      /// ArrayAccess - The pointer is indexed through as an array of elements.
-      ///
-      ArrayAccess,
-
-      /// ElementAccess ?? P->F only?
-
-      /// CallsThrough - Indirect calls are made through the specified function
-      /// pointer.
-      CallsThrough
-    };
+    /// This property corresponds to the GCC 'pure' attribute.
+    /// This property corresponds to the LLVM IR 'readonly' attribute.
+    /// This property corresponds to the IntrReadMem LLVM intrinsic flag.
+    OnlyReadsMemory = Anywhere | Ref,
+
+    /// UnknownModRefBehavior - This indicates that the function could not be
+    /// classified into one of the behaviors above.
+    UnknownModRefBehavior = Anywhere | ModRef
   };
 
+  /// Get the location associated with a pointer argument of a callsite.
+  /// The mask bits are set to indicate the allowed aliasing ModRef kinds.
+  /// Note that these mask bits do not necessarily account for the overall
+  /// behavior of the function, but rather only provide additional
+  /// per-argument information.
+  virtual Location getArgLocation(ImmutableCallSite CS, unsigned ArgIdx,
+                                  ModRefResult &Mask);
+
   /// getModRefBehavior - Return the behavior when calling the given call site.
-  ModRefBehavior getModRefBehavior(CallSite CS,
-                                   std::vector<PointerAccessInfo> *Info = 0);
+  virtual ModRefBehavior getModRefBehavior(ImmutableCallSite CS);
 
   /// getModRefBehavior - Return the behavior when calling the given function.
   /// For use when the call site is not known.
-  ModRefBehavior getModRefBehavior(Function *F,
-                                   std::vector<PointerAccessInfo> *Info = 0);
+  virtual ModRefBehavior getModRefBehavior(const Function *F);
 
   /// doesNotAccessMemory - If the specified call is known to never read or
   /// write memory, return true.  If the call only reads from known-constant
@@ -206,14 +302,14 @@ public:
   ///
   /// This property corresponds to the GCC 'const' attribute.
   ///
-  bool doesNotAccessMemory(CallSite CS) {
+  bool doesNotAccessMemory(ImmutableCallSite CS) {
     return getModRefBehavior(CS) == DoesNotAccessMemory;
   }
 
   /// doesNotAccessMemory - If the specified function is known to never read or
   /// write memory, return true.  For use when the call site is not known.
   ///
-  bool doesNotAccessMemory(Function *F) {
+  bool doesNotAccessMemory(const Function *F) {
     return getModRefBehavior(F) == DoesNotAccessMemory;
   }
 
@@ -226,76 +322,179 @@ public:
   ///
   /// This property corresponds to the GCC 'pure' attribute.
   ///
-  bool onlyReadsMemory(CallSite CS) {
-    ModRefBehavior MRB = getModRefBehavior(CS);
-    return MRB == DoesNotAccessMemory || MRB == OnlyReadsMemory;
+  bool onlyReadsMemory(ImmutableCallSite CS) {
+    return onlyReadsMemory(getModRefBehavior(CS));
   }
 
   /// onlyReadsMemory - If the specified function is known to only read from
   /// non-volatile memory (or not access memory at all), return true.  For use
   /// when the call site is not known.
   ///
-  bool onlyReadsMemory(Function *F) {
-    ModRefBehavior MRB = getModRefBehavior(F);
-    return MRB == DoesNotAccessMemory || MRB == OnlyReadsMemory;
+  bool onlyReadsMemory(const Function *F) {
+    return onlyReadsMemory(getModRefBehavior(F));
+  }
+
+  /// onlyReadsMemory - Return true if functions with the specified behavior are
+  /// known to only read from non-volatile memory (or not access memory at all).
+  ///
+  static bool onlyReadsMemory(ModRefBehavior MRB) {
+    return !(MRB & Mod);
   }
 
+  /// onlyAccessesArgPointees - Return true if functions with the specified
+  /// behavior are known to read and write at most from objects pointed to by
+  /// their pointer-typed arguments (with arbitrary offsets).
+  ///
+  static bool onlyAccessesArgPointees(ModRefBehavior MRB) {
+    return !(MRB & Anywhere & ~ArgumentPointees);
+  }
+
+  /// doesAccessArgPointees - Return true if functions with the specified
+  /// behavior are known to potentially read or write from objects pointed
+  /// to be their pointer-typed arguments (with arbitrary offsets).
+  ///
+  static bool doesAccessArgPointees(ModRefBehavior MRB) {
+    return (MRB & ModRef) && (MRB & ArgumentPointees);
+  }
 
   /// getModRefInfo - Return information about whether or not an instruction may
-  /// read or write memory specified by the pointer operand.  An instruction
+  /// read or write the specified memory location.  An instruction
   /// that doesn't read or write memory may be trivially LICM'd for example.
+  ModRefResult getModRefInfo(const Instruction *I,
+                             const Location &Loc) {
+    switch (I->getOpcode()) {
+    case Instruction::VAArg:  return getModRefInfo((const VAArgInst*)I, Loc);
+    case Instruction::Load:   return getModRefInfo((const LoadInst*)I,  Loc);
+    case Instruction::Store:  return getModRefInfo((const StoreInst*)I, Loc);
+    case Instruction::Fence:  return getModRefInfo((const FenceInst*)I, Loc);
+    case Instruction::AtomicCmpXchg:
+      return getModRefInfo((const AtomicCmpXchgInst*)I, Loc);
+    case Instruction::AtomicRMW:
+      return getModRefInfo((const AtomicRMWInst*)I, Loc);
+    case Instruction::Call:   return getModRefInfo((const CallInst*)I,  Loc);
+    case Instruction::Invoke: return getModRefInfo((const InvokeInst*)I,Loc);
+    default:                  return NoModRef;
+    }
+  }
 
-  /// getModRefInfo (for call sites) - Return whether information about whether
-  /// a particular call site modifies or reads the memory specified by the
-  /// pointer.
-  ///
-  virtual ModRefResult getModRefInfo(CallSite CS, Value *P, unsigned Size);
+  /// getModRefInfo - A convenience wrapper.
+  ModRefResult getModRefInfo(const Instruction *I,
+                             const Value *P, uint64_t Size) {
+    return getModRefInfo(I, Location(P, Size));
+  }
 
-  /// getModRefInfo - Return information about whether two call sites may refer
-  /// to the same set of memory locations.  This function returns NoModRef if
-  /// the two calls refer to disjoint memory locations, Ref if CS1 reads memory
-  /// written by CS2, Mod if CS1 writes to memory read or written by CS2, or
-  /// ModRef if CS1 might read or write memory accessed by CS2.
-  ///
-  virtual ModRefResult getModRefInfo(CallSite CS1, CallSite CS2);
+  /// getModRefInfo (for call sites) - Return information about whether
+  /// a particular call site modifies or reads the specified memory location.
+  virtual ModRefResult getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
+                                     const Location &Loc);
 
-  /// hasNoModRefInfoForCalls - Return true if the analysis has no mod/ref
-  /// information for pairs of function calls (other than "pure" and "const"
-  /// functions).  This can be used by clients to avoid many pointless queries.
-  /// Remember that if you override this and chain to another analysis, you must
-  /// make sure that it doesn't have mod/ref info either.
-  ///
-  virtual bool hasNoModRefInfoForCalls() const;
+  /// getModRefInfo (for call sites) - A convenience wrapper.
+  ModRefResult getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
+                             const Value *P, uint64_t Size) {
+    return getModRefInfo(CS, Location(P, Size));
+  }
 
-protected:
-  /// getModRefBehavior - Return the behavior of the specified function if
-  /// called from the specified call site.  The call site may be null in which
-  /// case the most generic behavior of this function should be returned.
-  virtual ModRefBehavior getModRefBehavior(Function *F, CallSite CS,
-                                     std::vector<PointerAccessInfo> *Info = 0);
+  /// getModRefInfo (for calls) - Return information about whether
+  /// a particular call modifies or reads the specified memory location.
+  ModRefResult getModRefInfo(const CallInst *C, const Location &Loc) {
+    return getModRefInfo(ImmutableCallSite(C), Loc);
+  }
 
-public:
-  /// Convenience functions...
-  ModRefResult getModRefInfo(LoadInst *L, Value *P, unsigned Size);
-  ModRefResult getModRefInfo(StoreInst *S, Value *P, unsigned Size);
-  ModRefResult getModRefInfo(CallInst *C, Value *P, unsigned Size) {
-    return getModRefInfo(CallSite(C), P, Size);
+  /// getModRefInfo (for calls) - A convenience wrapper.
+  ModRefResult getModRefInfo(const CallInst *C, const Value *P, uint64_t Size) {
+    return getModRefInfo(C, Location(P, Size));
   }
-  ModRefResult getModRefInfo(InvokeInst *I, Value *P, unsigned Size) {
-    return getModRefInfo(CallSite(I), P, Size);
+
+  /// getModRefInfo (for invokes) - Return information about whether
+  /// a particular invoke modifies or reads the specified memory location.
+  ModRefResult getModRefInfo(const InvokeInst *I,
+                             const Location &Loc) {
+    return getModRefInfo(ImmutableCallSite(I), Loc);
   }
-  ModRefResult getModRefInfo(VAArgInst* I, Value* P, unsigned Size) {
-    return AliasAnalysis::ModRef;
+
+  /// getModRefInfo (for invokes) - A convenience wrapper.
+  ModRefResult getModRefInfo(const InvokeInst *I,
+                             const Value *P, uint64_t Size) {
+    return getModRefInfo(I, Location(P, Size));
   }
-  ModRefResult getModRefInfo(Instruction *I, Value *P, unsigned Size) {
-    switch (I->getOpcode()) {
-    case Instruction::VAArg:  return getModRefInfo((VAArgInst*)I, P, Size);
-    case Instruction::Load:   return getModRefInfo((LoadInst*)I, P, Size);
-    case Instruction::Store:  return getModRefInfo((StoreInst*)I, P, Size);
-    case Instruction::Call:   return getModRefInfo((CallInst*)I, P, Size);
-    case Instruction::Invoke: return getModRefInfo((InvokeInst*)I, P, Size);
-    default:                  return NoModRef;
-    }
+
+  /// getModRefInfo (for loads) - Return information about whether
+  /// a particular load modifies or reads the specified memory location.
+  ModRefResult getModRefInfo(const LoadInst *L, const Location &Loc);
+
+  /// getModRefInfo (for loads) - A convenience wrapper.
+  ModRefResult getModRefInfo(const LoadInst *L, const Value *P, uint64_t Size) {
+    return getModRefInfo(L, Location(P, Size));
+  }
+
+  /// getModRefInfo (for stores) - Return information about whether
+  /// a particular store modifies or reads the specified memory location.
+  ModRefResult getModRefInfo(const StoreInst *S, const Location &Loc);
+
+  /// getModRefInfo (for stores) - A convenience wrapper.
+  ModRefResult getModRefInfo(const StoreInst *S, const Value *P, uint64_t Size){
+    return getModRefInfo(S, Location(P, Size));
+  }
+
+  /// getModRefInfo (for fences) - Return information about whether
+  /// a particular store modifies or reads the specified memory location.
+  ModRefResult getModRefInfo(const FenceInst *S, const Location &Loc) {
+    // Conservatively correct.  (We could possibly be a bit smarter if
+    // Loc is a alloca that doesn't escape.)
+    return ModRef;
+  }
+
+  /// getModRefInfo (for fences) - A convenience wrapper.
+  ModRefResult getModRefInfo(const FenceInst *S, const Value *P, uint64_t Size){
+    return getModRefInfo(S, Location(P, Size));
+  }
+
+  /// getModRefInfo (for cmpxchges) - Return information about whether
+  /// a particular cmpxchg modifies or reads the specified memory location.
+  ModRefResult getModRefInfo(const AtomicCmpXchgInst *CX, const Location &Loc);
+
+  /// getModRefInfo (for cmpxchges) - A convenience wrapper.
+  ModRefResult getModRefInfo(const AtomicCmpXchgInst *CX,
+                             const Value *P, unsigned Size) {
+    return getModRefInfo(CX, Location(P, Size));
+  }
+
+  /// getModRefInfo (for atomicrmws) - Return information about whether
+  /// a particular atomicrmw modifies or reads the specified memory location.
+  ModRefResult getModRefInfo(const AtomicRMWInst *RMW, const Location &Loc);
+
+  /// getModRefInfo (for atomicrmws) - A convenience wrapper.
+  ModRefResult getModRefInfo(const AtomicRMWInst *RMW,
+                             const Value *P, unsigned Size) {
+    return getModRefInfo(RMW, Location(P, Size));
+  }
+
+  /// getModRefInfo (for va_args) - Return information about whether
+  /// a particular va_arg modifies or reads the specified memory location.
+  ModRefResult getModRefInfo(const VAArgInst* I, const Location &Loc);
+
+  /// getModRefInfo (for va_args) - A convenience wrapper.
+  ModRefResult getModRefInfo(const VAArgInst* I, const Value* P, uint64_t Size){
+    return getModRefInfo(I, Location(P, Size));
+  }
+
+  /// getModRefInfo - Return information about whether two call sites may refer
+  /// to the same set of memory locations.  See 
+  ///   http://llvm.org/docs/AliasAnalysis.html#ModRefInfo
+  /// for details.
+  virtual ModRefResult getModRefInfo(ImmutableCallSite CS1,
+                                     ImmutableCallSite CS2);
+
+  /// callCapturesBefore - Return information about whether a particular call 
+  /// site modifies or reads the specified memory location.
+  ModRefResult callCapturesBefore(const Instruction *I,
+                                  const AliasAnalysis::Location &MemLoc,
+                                  DominatorTree *DT);
+
+  /// callCapturesBefore - A convenience wrapper.
+  ModRefResult callCapturesBefore(const Instruction *I, const Value *P,
+                                  uint64_t Size, DominatorTree *DT) {
+    return callCapturesBefore(I, Location(P, Size), DT);
   }
 
   //===--------------------------------------------------------------------===//
@@ -304,16 +503,25 @@ public:
 
   /// canBasicBlockModify - Return true if it is possible for execution of the
   /// specified basic block to modify the value pointed to by Ptr.
-  ///
-  bool canBasicBlockModify(const BasicBlock &BB, const Value *P, unsigned Size);
+  bool canBasicBlockModify(const BasicBlock &BB, const Location &Loc);
+
+  /// canBasicBlockModify - A convenience wrapper.
+  bool canBasicBlockModify(const BasicBlock &BB, const Value *P, uint64_t Size){
+    return canBasicBlockModify(BB, Location(P, Size));
+  }
 
   /// canInstructionRangeModify - Return true if it is possible for the
   /// execution of the specified instructions to modify the value pointed to by
   /// Ptr.  The instructions to consider are all of the instructions in the
   /// range of [I1,I2] INCLUSIVE.  I1 and I2 must be in the same basic block.
-  ///
   bool canInstructionRangeModify(const Instruction &I1, const Instruction &I2,
-                                 const Value *Ptr, unsigned Size);
+                                 const Location &Loc);
+
+  /// canInstructionRangeModify - A convenience wrapper.
+  bool canInstructionRangeModify(const Instruction &I1, const Instruction &I2,
+                                 const Value *Ptr, uint64_t Size) {
+    return canInstructionRangeModify(I1, I2, Location(Ptr, Size));
+  }
 
   //===--------------------------------------------------------------------===//
   /// Methods that clients should call when they transform the program to allow
@@ -336,6 +544,17 @@ public:
   ///
   virtual void copyValue(Value *From, Value *To);
 
+  /// addEscapingUse - This method should be used whenever an escaping use is
+  /// added to a pointer value.  Analysis implementations may either return
+  /// conservative responses for that value in the future, or may recompute
+  /// some or all internal state to continue providing precise responses.
+  ///
+  /// Escaping uses are considered by anything _except_ the following:
+  ///  - GEPs or bitcasts of the pointer
+  ///  - Loads through the pointer
+  ///  - Stores through (but not of) the pointer
+  virtual void addEscapingUse(Use &U);
+
   /// replaceWithNewValue - This method is the obvious combination of the two
   /// above, and it provided as a helper to simplify client code.
   ///
@@ -345,18 +564,56 @@ public:
   }
 };
 
+// Specialize DenseMapInfo for Location.
+template<>
+struct DenseMapInfo<AliasAnalysis::Location> {
+  static inline AliasAnalysis::Location getEmptyKey() {
+    return
+      AliasAnalysis::Location(DenseMapInfo<const Value *>::getEmptyKey(),
+                              0, nullptr);
+  }
+  static inline AliasAnalysis::Location getTombstoneKey() {
+    return
+      AliasAnalysis::Location(DenseMapInfo<const Value *>::getTombstoneKey(),
+                              0, nullptr);
+  }
+  static unsigned getHashValue(const AliasAnalysis::Location &Val) {
+    return DenseMapInfo<const Value *>::getHashValue(Val.Ptr) ^
+           DenseMapInfo<uint64_t>::getHashValue(Val.Size) ^
+           DenseMapInfo<AAMDNodes>::getHashValue(Val.AATags);
+  }
+  static bool isEqual(const AliasAnalysis::Location &LHS,
+                      const AliasAnalysis::Location &RHS) {
+    return LHS.Ptr == RHS.Ptr &&
+           LHS.Size == RHS.Size &&
+           LHS.AATags == RHS.AATags;
+  }
+};
+
+/// isNoAliasCall - Return true if this pointer is returned by a noalias
+/// function.
+bool isNoAliasCall(const Value *V);
+
+/// isNoAliasArgument - Return true if this is an argument with the noalias
+/// attribute.
+bool isNoAliasArgument(const Value *V);
+
 /// isIdentifiedObject - Return true if this pointer refers to a distinct and
-/// identifiable object.
+/// identifiable object.  This returns true for:
+///    Global Variables and Functions (but not Global Aliases)
+///    Allocas
+///    ByVal and NoAlias Arguments
+///    NoAlias returns (e.g. calls to malloc)
 ///
 bool isIdentifiedObject(const Value *V);
 
-} // End llvm namespace
+/// isIdentifiedFunctionLocal - Return true if V is umabigously identified
+/// at the function-level. Different IdentifiedFunctionLocals can't alias.
+/// Further, an IdentifiedFunctionLocal can not alias with any function
+/// arguments other than itself, which is not necessarily true for
+/// IdentifiedObjects.
+bool isIdentifiedFunctionLocal(const Value *V);
 
-// Because of the way .a files work, we must force the BasicAA implementation to
-// be pulled in if the AliasAnalysis header is included.  Otherwise we run
-// the risk of AliasAnalysis being used, but the default implementation not
-// being linked into the tool that uses it.
-FORCE_DEFINING_FILE_TO_BE_LINKED(AliasAnalysis)
-FORCE_DEFINING_FILE_TO_BE_LINKED(BasicAliasAnalysis)
+} // End llvm namespace
 
 #endif