[PM/AA] Sink all the actual code from AliasAnalysisCounter back into the
[oota-llvm.git] / include / llvm / Analysis / AliasAnalysis.h
index 25e972bb5f9a34b95168d6e06046c1397ea62cd9..7b09dc238c9de3224c659e0891bd3213f7a2070f 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, or UnknownSize if the size is not known.
-// 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 MemoryLocation 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
+// MemoryLocation::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 <vector>
+#include "llvm/ADT/DenseMap.h"
+#include "llvm/IR/CallSite.h"
+#include "llvm/IR/Metadata.h"
+#include "llvm/Analysis/MemoryLocation.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 OrderedBasicBlock;
+
+/// The possible results of an alias query.
+///
+/// These results are always computed between two MemoryLocation objects as
+/// a query to some alias analysis.
+///
+/// Note that these are unscoped enumerations because we would like to support
+/// implicitly testing a result for the existence of any possible aliasing with
+/// a conversion to bool, but an "enum class" doesn't support this. The
+/// canonical names from the literature are suffixed and unique anyways, and so
+/// they serve as global constants in LLVM for these results.
+///
+/// See docs/AliasAnalysis.html for more information on the specific meanings
+/// of these values.
+enum AliasResult {
+  /// The two locations do not alias at all.
+  ///
+  /// This value is arranged to convert to false, while all other values
+  /// convert to true. This allows a boolean context to convert the result to
+  /// a binary flag indicating whether there is the possibility of aliasing.
+  NoAlias = 0,
+  /// The two locations may or may not alias. This is the least precise result.
+  MayAlias,
+  /// The two locations alias, but only due to a partial overlap.
+  PartialAlias,
+  /// The two locations precisely alias each other.
+  MustAlias,
+};
+
+/// Flags indicating whether a memory access modifies or references memory.
+///
+/// This is no access at all, a modification, a reference, or both
+/// a modification and a reference. These are specifically structured such that
+/// they form a two bit matrix and bit-tests for 'mod' or 'ref' work with any
+/// of the possible values.
+enum ModRefInfo {
+  /// The access neither references nor modifies the value stored in memory.
+  MRI_NoModRef = 0,
+  /// The access references the value stored in memory.
+  MRI_Ref = 1,
+  /// The access modifies the value stored in memory.
+  MRI_Mod = 2,
+  /// The access both references and modifies the value stored in memory.
+  MRI_ModRef = MRI_Ref | MRI_Mod
+};
+
+/// The locations at which a function might access memory.
+///
+/// These are primarily used in conjunction with the \c AccessKind bits to
+/// describe both the nature of access and the locations of access for a
+/// function call.
+enum FunctionModRefLocation {
+  /// Base case is no access to memory.
+  FMRL_Nowhere = 0,
+  /// Access to memory via argument pointers.
+  FMRL_ArgumentPointees = 4,
+  /// Access to any memory.
+  FMRL_Anywhere = 8 | FMRL_ArgumentPointees
+};
+
+/// 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 FunctionModRefBehavior {
+  /// 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.
+  FMRB_DoesNotAccessMemory = FMRL_Nowhere | MRI_NoModRef,
+
+  /// 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.
+  FMRB_OnlyReadsArgumentPointees = FMRL_ArgumentPointees | MRI_Ref,
+
+  /// 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.
+  FMRB_OnlyAccessesArgumentPointees = FMRL_ArgumentPointees | MRI_ModRef,
+
+  /// 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.
+  /// This property corresponds to the LLVM IR 'readonly' attribute.
+  /// This property corresponds to the IntrReadMem LLVM intrinsic flag.
+  FMRB_OnlyReadsMemory = FMRL_Anywhere | MRI_Ref,
+
+  /// This indicates that the function could not be classified into one of the
+  /// behaviors above.
+  FMRB_UnknownModRefBehavior = FMRL_Anywhere | MRI_ModRef
+};
 
 class AliasAnalysis {
 protected:
-  const TargetData *TD;
+  const DataLayout *DL;
+  const TargetLibraryInfo *TLI;
 
 private:
   AliasAnalysis *AA;       // Previous Alias Analysis to chain to.
@@ -52,7 +170,7 @@ protected:
   /// typically called by the run* methods of these subclasses.  This may be
   /// called multiple times.
   ///
-  void InitializeAliasAnalysis(Pass *P);
+  void InitializeAliasAnalysis(Pass *P, const DataLayout *DL);
 
   /// getAnalysisUsage - All alias analysis implementations should invoke this
   /// directly (using AliasAnalysis::getAnalysisUsage(AU)).
@@ -60,365 +178,369 @@ protected:
 
 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
 
-  /// 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);
-
-  /// getTargetData - Return a pointer to the current TargetData object, or
-  /// null if no TargetData object is available.
-  ///
-  const TargetData *getTargetData() const { return TD; }
-
-  /// getTypeStoreSize - Return the TargetData store size for the given type,
-  /// if known, or a conservative value otherwise.
+  /// getTargetLibraryInfo - Return a pointer to the current TargetLibraryInfo
+  /// object, or null if no TargetLibraryInfo object is available.
   ///
-  uint64_t getTypeStoreSize(const Type *Ty);
+  const TargetLibraryInfo *getTargetLibraryInfo() const { return TLI; }
 
   //===--------------------------------------------------------------------===//
-  /// Alias Queries...
-  ///
+  /// \name 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, 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;
-    /// TBAATag - The metadata node which describes the TBAA type of
-    /// the location, or null if there is no known unique tag.
-    const MDNode *TBAATag;
-
-    explicit Location(const Value *P = 0,
-                      uint64_t S = UnknownSize,
-                      const MDNode *N = 0)
-      : Ptr(P), Size(S), TBAATag(N) {}
-
-    Location getWithNewPtr(const Value *NewPtr) const {
-      Location Copy(*this);
-      Copy.Ptr = NewPtr;
-      return Copy;
-    }
-
-    Location getWithoutTBAATag() const {
-      Location Copy(*this);
-      Copy.TBAATag = 0;
-      return Copy;
-    }
-  };
-
-  /// 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.
-  ///
-  /// See docs/AliasAnalysis.html for more information on the specific meanings
-  /// of these values.
-  ///
-  enum AliasResult { NoAlias = 0, MayAlias = 1, MustAlias = 2 };
-
-  /// alias - The main low level interface to the alias analysis implementation.
+  /// The main low level interface to the alias analysis implementation.
   /// Returns an AliasResult indicating whether the two pointers are aliased to
-  /// each other.  This is the interface that must be implemented by specific
+  /// each other. This is the interface that must be implemented by specific
   /// alias analysis implementations.
-  virtual AliasResult alias(const Location &LocA, const Location &LocB);
+  virtual AliasResult alias(const MemoryLocation &LocA,
+                            const MemoryLocation &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));
+  /// A convenience wrapper around the primary \c alias interface.
+  AliasResult alias(const Value *V1, uint64_t V1Size, const Value *V2,
+                    uint64_t V2Size) {
+    return alias(MemoryLocation(V1, V1Size), MemoryLocation(V2, V2Size));
   }
 
-  /// alias - A convenience wrapper.
+  /// A convenience wrapper around the primary \c alias interface.
   AliasResult alias(const Value *V1, const Value *V2) {
-    return alias(V1, UnknownSize, V2, UnknownSize);
+    return alias(V1, MemoryLocation::UnknownSize, V2,
+                 MemoryLocation::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) {
+  /// A trivial helper function to check to see if the specified pointers are
+  /// no-alias.
+  bool isNoAlias(const MemoryLocation &LocA, const MemoryLocation &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));
+  /// A convenience wrapper around the \c isNoAlias helper interface.
+  bool isNoAlias(const Value *V1, uint64_t V1Size, const Value *V2,
+                 uint64_t V2Size) {
+    return isNoAlias(MemoryLocation(V1, V1Size), MemoryLocation(V2, V2Size));
+  }
+
+  /// A convenience wrapper around the \c isNoAlias helper interface.
+  bool isNoAlias(const Value *V1, const Value *V2) {
+    return isNoAlias(MemoryLocation(V1), MemoryLocation(V2));
   }
 
-  /// 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,
+  /// A trivial helper function to check to see if the specified pointers are
+  /// must-alias.
+  bool isMustAlias(const MemoryLocation &LocA, const MemoryLocation &LocB) {
+    return alias(LocA, LocB) == MustAlias;
+  }
+
+  /// A convenience wrapper around the \c isMustAlias helper interface.
+  bool isMustAlias(const Value *V1, const Value *V2) {
+    return alias(V1, 1, V2, 1) == MustAlias;
+  }
+
+  /// Checks whether the given location points to constant memory, or if
+  /// \p OrLocal is true whether it points to a local alloca.
+  virtual bool pointsToConstantMemory(const MemoryLocation &Loc,
                                       bool OrLocal = false);
 
-  /// pointsToConstantMemory - A convenient wrapper.
+  /// A convenience wrapper around the primary \c pointsToConstantMemory
+  /// interface.
   bool pointsToConstantMemory(const Value *P, bool OrLocal = false) {
-    return pointsToConstantMemory(Location(P), OrLocal);
+    return pointsToConstantMemory(MemoryLocation(P), OrLocal);
   }
 
+  /// @}
   //===--------------------------------------------------------------------===//
-  /// Simple mod/ref information...
-  ///
+  /// \name Simple mod/ref information
+  /// @{
+
+  /// Get the ModRef info associated with a pointer argument of a callsite. The
+  /// result's bits are set to indicate the allowed aliasing ModRef kinds. Note
+  /// that these bits do not necessarily account for the overall behavior of
+  /// the function, but rather only provide additional per-argument
+  /// information.
+  virtual ModRefInfo getArgModRefInfo(ImmutableCallSite CS, unsigned ArgIdx);
 
-  /// ModRefResult - Represent the result of a mod/ref query.  Mod and Ref are
-  /// bits which may be or'd together.
+  /// Return the behavior of the given call site.
+  virtual FunctionModRefBehavior getModRefBehavior(ImmutableCallSite CS);
+
+  /// Return the behavior when calling the given function.
+  virtual FunctionModRefBehavior getModRefBehavior(const Function *F);
+
+  /// Checks if the specified call is known to never read or write memory.
   ///
-  enum ModRefResult { NoModRef = 0, Ref = 1, Mod = 2, ModRef = 3 };
-
-
-  /// 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.
-    // This property corresponds to the LLVM IR 'readnone' attribute.
-    // This property corresponds to the IntrNoMem LLVM intrinsic flag.
-    DoesNotAccessMemory,
-
-    // AccessesArgumentsReadonly - This function loads through function
-    // arguments and does not perform any non-local stores or volatile
-    // loads.
-    //
-    // This property corresponds to the IntrReadArgMem LLVM intrinsic flag.
-    AccessesArgumentsReadonly,
-
-    // AccessesArguments - This function accesses function arguments in well
-    // known (possibly volatile) ways, but does not access any other memory.
-    //
-    // This property corresponds to the IntrReadWriteArgMem LLVM intrinsic flag.
-    AccessesArguments,
-
-    // 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.
-    // This property corresponds to the LLVM IR 'readonly' attribute.
-    // This property corresponds to the IntrReadMem LLVM intrinsic flag.
-    OnlyReadsMemory,
-
-    // UnknownModRefBehavior - This indicates that the function could not be
-    // classified into one of the behaviors above.
-    UnknownModRefBehavior
-  };
-
-  /// getModRefBehavior - Return the behavior when calling the given call site.
-  virtual ModRefBehavior getModRefBehavior(ImmutableCallSite CS);
-
-  /// getModRefBehavior - Return the behavior when calling the given function.
-  /// For use when the call site is not known.
-  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
-  /// memory, it is also legal to return true.  Calls that unwind the stack
-  /// are legal for this predicate.
+  /// Note that if the call only reads from known-constant memory, it is also
+  /// legal to return true. Also, calls that unwind the stack are legal for
+  /// this predicate.
   ///
   /// Many optimizations (such as CSE and LICM) can be performed on such calls
   /// without worrying about aliasing properties, and many calls have this
   /// property (e.g. calls to 'sin' and 'cos').
   ///
   /// This property corresponds to the GCC 'const' attribute.
-  ///
   bool doesNotAccessMemory(ImmutableCallSite CS) {
-    return getModRefBehavior(CS) == DoesNotAccessMemory;
+    return getModRefBehavior(CS) == FMRB_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.
+  /// Checks if the specified function is known to never read or write memory.
+  ///
+  /// Note that if the function only reads from known-constant memory, it is
+  /// also legal to return true. Also, function that unwind the stack are legal
+  /// for this predicate.
+  ///
+  /// Many optimizations (such as CSE and LICM) can be performed on such calls
+  /// to such functions without worrying about aliasing properties, and many
+  /// functions have this property (e.g. 'sin' and 'cos').
   ///
+  /// This property corresponds to the GCC 'const' attribute.
   bool doesNotAccessMemory(const Function *F) {
-    return getModRefBehavior(F) == DoesNotAccessMemory;
+    return getModRefBehavior(F) == FMRB_DoesNotAccessMemory;
   }
 
-  /// onlyReadsMemory - If the specified call is known to only read from
-  /// non-volatile memory (or not access memory at all), return true.  Calls
-  /// that unwind the stack are legal for this predicate.
+  /// Checks if the specified call is known to only read from non-volatile
+  /// memory (or not access memory at all).
+  ///
+  /// Calls that unwind the stack are legal for this predicate.
   ///
   /// This property allows many common optimizations to be performed in the
   /// absence of interfering store instructions, such as CSE of strlen calls.
   ///
   /// This property corresponds to the GCC 'pure' attribute.
-  ///
   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.
+  /// Checks if the specified function is known to only read from non-volatile
+  /// memory (or not access memory at all).
+  ///
+  /// Functions that unwind the stack are legal for this predicate.
+  ///
+  /// This property allows many common optimizations to be performed in the
+  /// absence of interfering store instructions, such as CSE of strlen calls.
   ///
+  /// This property corresponds to the GCC 'pure' attribute.
   bool onlyReadsMemory(const Function *F) {
     return onlyReadsMemory(getModRefBehavior(F));
   }
 
-  /// onlyReadsMemory - If the functions with the specified behavior are 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.
-  ///
-  static bool onlyReadsMemory(ModRefBehavior MRB) {
-    return MRB == DoesNotAccessMemory ||
-           MRB == AccessesArgumentsReadonly ||
-           MRB == OnlyReadsMemory;
+  /// Checks if functions with the specified behavior are known to only read
+  /// from non-volatile memory (or not access memory at all).
+  static bool onlyReadsMemory(FunctionModRefBehavior MRB) {
+    return !(MRB & MRI_Mod);
   }
 
-
-  /// getModRefInfo - Return information about whether or not an instruction may
-  /// 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::Call:   return getModRefInfo((const CallInst*)I,  Loc);
-    case Instruction::Invoke: return getModRefInfo((const InvokeInst*)I,Loc);
-    default:                  return NoModRef;
-    }
+  /// Checks 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(FunctionModRefBehavior MRB) {
+    return !(MRB & FMRL_Anywhere & ~FMRL_ArgumentPointees);
   }
 
-  /// getModRefInfo - A convenience wrapper.
-  ModRefResult getModRefInfo(const Instruction *I,
-                             const Value *P, uint64_t Size) {
-    return getModRefInfo(I, Location(P, Size));
+  /// Checks 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(FunctionModRefBehavior MRB) {
+    return (MRB & MRI_ModRef) && (MRB & FMRL_ArgumentPointees);
   }
 
-  /// getModRefInfo (for call sites) - Return whether information about whether
+  /// 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);
+  virtual ModRefInfo getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
+                                   const MemoryLocation &Loc);
 
   /// getModRefInfo (for call sites) - A convenience wrapper.
-  ModRefResult getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
-                             const Value *P, uint64_t Size) {
-    return getModRefInfo(CS, Location(P, Size));
+  ModRefInfo getModRefInfo(ImmutableCallSite CS, const Value *P,
+                           uint64_t Size) {
+    return getModRefInfo(CS, MemoryLocation(P, Size));
   }
 
-  /// getModRefInfo (for calls) - Return whether information about whether
+  /// 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) {
+  ModRefInfo getModRefInfo(const CallInst *C, const MemoryLocation &Loc) {
     return getModRefInfo(ImmutableCallSite(C), Loc);
   }
 
   /// getModRefInfo (for calls) - A convenience wrapper.
-  ModRefResult getModRefInfo(const CallInst *C, const Value *P, uint64_t Size) {
-    return getModRefInfo(C, Location(P, Size));
+  ModRefInfo getModRefInfo(const CallInst *C, const Value *P, uint64_t Size) {
+    return getModRefInfo(C, MemoryLocation(P, Size));
   }
 
-  /// getModRefInfo (for invokes) - Return whether information about whether
+  /// 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) {
+  ModRefInfo getModRefInfo(const InvokeInst *I, const MemoryLocation &Loc) {
     return getModRefInfo(ImmutableCallSite(I), Loc);
   }
 
   /// getModRefInfo (for invokes) - A convenience wrapper.
-  ModRefResult getModRefInfo(const InvokeInst *I,
-                             const Value *P, uint64_t Size) {
-    return getModRefInfo(I, Location(P, Size));
+  ModRefInfo getModRefInfo(const InvokeInst *I, const Value *P, uint64_t Size) {
+    return getModRefInfo(I, MemoryLocation(P, Size));
   }
 
-  /// getModRefInfo (for loads) - Return whether information about whether
+  /// 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);
+  ModRefInfo getModRefInfo(const LoadInst *L, const MemoryLocation &Loc);
 
   /// getModRefInfo (for loads) - A convenience wrapper.
-  ModRefResult getModRefInfo(const LoadInst *L, const Value *P, uint64_t Size) {
-    return getModRefInfo(L, Location(P, Size));
+  ModRefInfo getModRefInfo(const LoadInst *L, const Value *P, uint64_t Size) {
+    return getModRefInfo(L, MemoryLocation(P, Size));
   }
 
-  /// getModRefInfo (for stores) - Return whether information about whether
+  /// 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);
+  ModRefInfo getModRefInfo(const StoreInst *S, const MemoryLocation &Loc);
 
   /// getModRefInfo (for stores) - A convenience wrapper.
-  ModRefResult getModRefInfo(const StoreInst *S, const Value *P, uint64_t Size) {
-    return getModRefInfo(S, Location(P, Size));
+  ModRefInfo getModRefInfo(const StoreInst *S, const Value *P, uint64_t Size) {
+    return getModRefInfo(S, MemoryLocation(P, Size));
+  }
+
+  /// getModRefInfo (for fences) - Return information about whether
+  /// a particular store modifies or reads the specified memory location.
+  ModRefInfo getModRefInfo(const FenceInst *S, const MemoryLocation &Loc) {
+    // Conservatively correct.  (We could possibly be a bit smarter if
+    // Loc is a alloca that doesn't escape.)
+    return MRI_ModRef;
   }
 
-  /// getModRefInfo (for va_args) - Return whether information about whether
+  /// getModRefInfo (for fences) - A convenience wrapper.
+  ModRefInfo getModRefInfo(const FenceInst *S, const Value *P, uint64_t Size) {
+    return getModRefInfo(S, MemoryLocation(P, Size));
+  }
+
+  /// getModRefInfo (for cmpxchges) - Return information about whether
+  /// a particular cmpxchg modifies or reads the specified memory location.
+  ModRefInfo getModRefInfo(const AtomicCmpXchgInst *CX,
+                           const MemoryLocation &Loc);
+
+  /// getModRefInfo (for cmpxchges) - A convenience wrapper.
+  ModRefInfo getModRefInfo(const AtomicCmpXchgInst *CX, const Value *P,
+                           unsigned Size) {
+    return getModRefInfo(CX, MemoryLocation(P, Size));
+  }
+
+  /// getModRefInfo (for atomicrmws) - Return information about whether
+  /// a particular atomicrmw modifies or reads the specified memory location.
+  ModRefInfo getModRefInfo(const AtomicRMWInst *RMW, const MemoryLocation &Loc);
+
+  /// getModRefInfo (for atomicrmws) - A convenience wrapper.
+  ModRefInfo getModRefInfo(const AtomicRMWInst *RMW, const Value *P,
+                           unsigned Size) {
+    return getModRefInfo(RMW, MemoryLocation(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);
+  ModRefInfo getModRefInfo(const VAArgInst *I, const MemoryLocation &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));
+  ModRefInfo getModRefInfo(const VAArgInst *I, const Value *P, uint64_t Size) {
+    return getModRefInfo(I, MemoryLocation(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);
-
-  //===--------------------------------------------------------------------===//
-  /// Higher level methods for querying mod/ref information.
+  /// Check whether or not an instruction may read or write memory (without
+  /// regard to a specific location).
   ///
+  /// For function calls, this delegates to the alias-analysis specific
+  /// call-site mod-ref behavior queries. Otherwise it delegates to the generic
+  /// mod ref information query without a location.
+  ModRefInfo getModRefInfo(const Instruction *I) {
+    if (auto CS = ImmutableCallSite(I)) {
+      auto MRB = getModRefBehavior(CS);
+      if (MRB & MRI_ModRef)
+        return MRI_ModRef;
+      else if (MRB & MRI_Ref)
+        return MRI_Ref;
+      else if (MRB & MRI_Mod)
+        return MRI_Mod;
+      return MRI_NoModRef;
+    }
 
-  /// 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 Location &Loc);
+    return getModRefInfo(I, MemoryLocation());
+  }
 
-  /// canBasicBlockModify - A convenience wrapper.
-  bool canBasicBlockModify(const BasicBlock &BB, const Value *P, uint64_t Size){
-    return canBasicBlockModify(BB, Location(P, Size));
+  /// Check whether or not an instruction may read or write the specified
+  /// memory location.
+  ///
+  /// An instruction that doesn't read or write memory may be trivially LICM'd
+  /// for example.
+  ///
+  /// This primarily delegates to specific helpers above.
+  ModRefInfo getModRefInfo(const Instruction *I, const MemoryLocation &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 MRI_NoModRef;
+    }
   }
 
-  /// 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 Location &Loc);
+  /// A convenience wrapper for constructing the memory location.
+  ModRefInfo getModRefInfo(const Instruction *I, const Value *P,
+                           uint64_t Size) {
+    return getModRefInfo(I, MemoryLocation(P, Size));
+  }
+
+  /// Return information about whether a call and an instruction may refer to
+  /// the same memory locations.
+  ModRefInfo getModRefInfo(Instruction *I, ImmutableCallSite Call);
 
-  /// 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));
+  /// Return information about whether two call sites may refer to the same set
+  /// of memory locations. See the AA documentation for details:
+  ///   http://llvm.org/docs/AliasAnalysis.html#ModRefInfo
+  virtual ModRefInfo getModRefInfo(ImmutableCallSite CS1,
+                                   ImmutableCallSite CS2);
+
+  /// \brief Return information about whether a particular call site modifies
+  /// or reads the specified memory location \p MemLoc before instruction \p I
+  /// in a BasicBlock. A ordered basic block \p OBB can be used to speed up
+  /// instruction ordering queries inside the BasicBlock containing \p I.
+  ModRefInfo callCapturesBefore(const Instruction *I,
+                                const MemoryLocation &MemLoc, DominatorTree *DT,
+                                OrderedBasicBlock *OBB = nullptr);
+
+  /// \brief A convenience wrapper to synthesize a memory location.
+  ModRefInfo callCapturesBefore(const Instruction *I, const Value *P,
+                                uint64_t Size, DominatorTree *DT,
+                                OrderedBasicBlock *OBB = nullptr) {
+    return callCapturesBefore(I, MemoryLocation(P, Size), DT, OBB);
   }
 
+  /// @}
   //===--------------------------------------------------------------------===//
-  /// Methods that clients should call when they transform the program to allow
-  /// alias analyses to update their internal data structures.  Note that these
-  /// methods may be called on any instruction, regardless of whether or not
-  /// they have pointer-analysis implications.
-  ///
+  /// \name Higher level methods for querying mod/ref information.
+  /// @{
 
-  /// deleteValue - This method should be called whenever an LLVM Value is
-  /// deleted from the program, for example when an instruction is found to be
-  /// redundant and is eliminated.
-  ///
-  virtual void deleteValue(Value *V);
+  /// Check if it is possible for execution of the specified basic block to
+  /// modify the location Loc.
+  bool canBasicBlockModify(const BasicBlock &BB, const MemoryLocation &Loc);
 
-  /// copyValue - This method should be used whenever a preexisting value in the
-  /// program is copied or cloned, introducing a new value.  Note that analysis
-  /// implementations should tolerate clients that use this method to introduce
-  /// the same value multiple times: if the analysis already knows about a
-  /// value, it should ignore the request.
-  ///
-  virtual void copyValue(Value *From, Value *To);
+  /// A convenience wrapper synthesizing a memory location.
+  bool canBasicBlockModify(const BasicBlock &BB, const Value *P,
+                           uint64_t Size) {
+    return canBasicBlockModify(BB, MemoryLocation(P, Size));
+  }
 
-  /// replaceWithNewValue - This method is the obvious combination of the two
-  /// above, and it provided as a helper to simplify client code.
+  /// Check if it is possible for the execution of the specified instructions
+  /// to mod\ref (according to the mode) the location Loc.
   ///
-  void replaceWithNewValue(Value *Old, Value *New) {
-    copyValue(Old, New);
-    deleteValue(Old);
+  /// 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 canInstructionRangeModRef(const Instruction &I1, const Instruction &I2,
+                                 const MemoryLocation &Loc,
+                                 const ModRefInfo Mode);
+
+  /// A convenience wrapper synthesizing a memory location.
+  bool canInstructionRangeModRef(const Instruction &I1, const Instruction &I2,
+                                 const Value *Ptr, uint64_t Size,
+                                 const ModRefInfo Mode) {
+    return canInstructionRangeModRef(I1, I2, MemoryLocation(Ptr, Size), Mode);
   }
 };
 
@@ -426,15 +548,26 @@ public:
 /// 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.  This returns true for:
 ///    Global Variables and Functions (but not Global Aliases)
-///    Allocas and Mallocs
+///    Allocas
 ///    ByVal and NoAlias Arguments
-///    NoAlias returns
+///    NoAlias returns (e.g. calls to malloc)
 ///
 bool isIdentifiedObject(const Value *V);
 
+/// 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);
+
 } // End llvm namespace
 
 #endif