[AA] Enhance the new AliasAnalysis infrastructure with an optional
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / AliasAnalysis.cpp
index 536b75986eb39bba76d7757b141b3eacad4709f6..0fef5c666511d86f32b4ea1e65fc7ba9d342f31e 100644 (file)
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
+#include "llvm/Analysis/BasicAliasAnalysis.h"
+#include "llvm/Analysis/CFG.h"
+#include "llvm/Analysis/CFLAliasAnalysis.h"
+#include "llvm/Analysis/CaptureTracking.h"
+#include "llvm/Analysis/GlobalsModRef.h"
+#include "llvm/Analysis/ObjCARCAliasAnalysis.h"
+#include "llvm/Analysis/ScalarEvolutionAliasAnalysis.h"
+#include "llvm/Analysis/ScopedNoAliasAA.h"
+#include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"
+#include "llvm/Analysis/TypeBasedAliasAnalysis.h"
+#include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
+#include "llvm/IR/BasicBlock.h"
+#include "llvm/IR/DataLayout.h"
+#include "llvm/IR/Dominators.h"
+#include "llvm/IR/Function.h"
+#include "llvm/IR/Instructions.h"
+#include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
+#include "llvm/IR/LLVMContext.h"
+#include "llvm/IR/Type.h"
 #include "llvm/Pass.h"
-#include "llvm/BasicBlock.h"
-#include "llvm/Function.h"
-#include "llvm/IntrinsicInst.h"
-#include "llvm/Instructions.h"
-#include "llvm/Type.h"
-#include "llvm/Target/TargetData.h"
 using namespace llvm;
 
-// Register the AliasAnalysis interface, providing a nice name to refer to.
-static RegisterAnalysisGroup<AliasAnalysis> Z("Alias Analysis");
-char AliasAnalysis::ID = 0;
+/// Allow disabling BasicAA from the AA results. This is particularly useful
+/// when testing to isolate a single AA implementation.
+static cl::opt<bool> DisableBasicAA("disable-basicaa", cl::Hidden,
+                                    cl::init(false));
+
+AAResults::AAResults(AAResults &&Arg) : AAs(std::move(Arg.AAs)) {
+  for (auto &AA : AAs)
+    AA->setAAResults(this);
+}
+
+AAResults &AAResults::operator=(AAResults &&Arg) {
+  AAs = std::move(Arg.AAs);
+  for (auto &AA : AAs)
+    AA->setAAResults(this);
+  return *this;
+}
+
+AAResults::~AAResults() {
+// FIXME; It would be nice to at least clear out the pointers back to this
+// aggregation here, but we end up with non-nesting lifetimes in the legacy
+// pass manager that prevent this from working. In the legacy pass manager
+// we'll end up with dangling references here in some cases.
+#if 0
+  for (auto &AA : AAs)
+    AA->setAAResults(nullptr);
+#endif
+}
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // Default chaining methods
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-AliasAnalysis::AliasResult
-AliasAnalysis::alias(const Value *V1, unsigned V1Size,
-                     const Value *V2, unsigned V2Size) {
-  assert(AA && "AA didn't call InitializeAliasAnalysis in its run method!");
-  return AA->alias(V1, V1Size, V2, V2Size);
+AliasResult AAResults::alias(const MemoryLocation &LocA,
+                             const MemoryLocation &LocB) {
+  for (const auto &AA : AAs) {
+    auto Result = AA->alias(LocA, LocB);
+    if (Result != MayAlias)
+      return Result;
+  }
+  return MayAlias;
 }
 
-bool AliasAnalysis::pointsToConstantMemory(const Value *P) {
-  assert(AA && "AA didn't call InitializeAliasAnalysis in its run method!");
-  return AA->pointsToConstantMemory(P);
-}
+bool AAResults::pointsToConstantMemory(const MemoryLocation &Loc,
+                                       bool OrLocal) {
+  for (const auto &AA : AAs)
+    if (AA->pointsToConstantMemory(Loc, OrLocal))
+      return true;
 
-void AliasAnalysis::deleteValue(Value *V) {
-  assert(AA && "AA didn't call InitializeAliasAnalysis in its run method!");
-  AA->deleteValue(V);
+  return false;
 }
 
-void AliasAnalysis::copyValue(Value *From, Value *To) {
-  assert(AA && "AA didn't call InitializeAliasAnalysis in its run method!");
-  AA->copyValue(From, To);
+ModRefInfo AAResults::getArgModRefInfo(ImmutableCallSite CS, unsigned ArgIdx) {
+  ModRefInfo Result = MRI_ModRef;
+
+  for (const auto &AA : AAs) {
+    Result = ModRefInfo(Result & AA->getArgModRefInfo(CS, ArgIdx));
+
+    // Early-exit the moment we reach the bottom of the lattice.
+    if (Result == MRI_NoModRef)
+      return Result;
+  }
+
+  return Result;
 }
 
-AliasAnalysis::ModRefResult
-AliasAnalysis::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
-                             const Value *P, unsigned Size) {
-  // Don't assert AA because BasicAA calls us in order to make use of the
-  // logic here.
-
-  ModRefBehavior MRB = getModRefBehavior(CS);
-  if (MRB == DoesNotAccessMemory)
-    return NoModRef;
-
-  ModRefResult Mask = ModRef;
-  if (MRB == OnlyReadsMemory)
-    Mask = Ref;
-  else if (MRB == AliasAnalysis::AccessesArguments) {
-    bool doesAlias = false;
-    for (ImmutableCallSite::arg_iterator AI = CS.arg_begin(), AE = CS.arg_end();
-         AI != AE; ++AI)
-      if (!isNoAlias(*AI, ~0U, P, Size)) {
-        doesAlias = true;
-        break;
-      }
-
-    if (!doesAlias)
-      return NoModRef;
+ModRefInfo AAResults::getModRefInfo(Instruction *I, ImmutableCallSite Call) {
+  // We may have two calls
+  if (auto CS = ImmutableCallSite(I)) {
+    // Check if the two calls modify the same memory
+    return getModRefInfo(Call, CS);
+  } else {
+    // Otherwise, check if the call modifies or references the
+    // location this memory access defines.  The best we can say
+    // is that if the call references what this instruction
+    // defines, it must be clobbered by this location.
+    const MemoryLocation DefLoc = MemoryLocation::get(I);
+    if (getModRefInfo(Call, DefLoc) != MRI_NoModRef)
+      return MRI_ModRef;
   }
+  return MRI_NoModRef;
+}
 
-  // If P points to a constant memory location, the call definitely could not
-  // modify the memory location.
-  if ((Mask & Mod) && pointsToConstantMemory(P))
-    Mask = ModRefResult(Mask & ~Mod);
+ModRefInfo AAResults::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
+                                    const MemoryLocation &Loc) {
+  ModRefInfo Result = MRI_ModRef;
 
-  // If this is BasicAA, don't forward.
-  if (!AA) return Mask;
+  for (const auto &AA : AAs) {
+    Result = ModRefInfo(Result & AA->getModRefInfo(CS, Loc));
 
-  // Otherwise, fall back to the next AA in the chain. But we can merge
-  // in any mask we've managed to compute.
-  return ModRefResult(AA->getModRefInfo(CS, P, Size) & Mask);
+    // Early-exit the moment we reach the bottom of the lattice.
+    if (Result == MRI_NoModRef)
+      return Result;
+  }
+
+  return Result;
 }
 
-AliasAnalysis::ModRefResult
-AliasAnalysis::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS1, ImmutableCallSite CS2) {
-  // Don't assert AA because BasicAA calls us in order to make use of the
-  // logic here.
-
-  // If CS1 or CS2 are readnone, they don't interact.
-  ModRefBehavior CS1B = getModRefBehavior(CS1);
-  if (CS1B == DoesNotAccessMemory) return NoModRef;
-
-  ModRefBehavior CS2B = getModRefBehavior(CS2);
-  if (CS2B == DoesNotAccessMemory) return NoModRef;
-
-  // If they both only read from memory, there is no dependence.
-  if (CS1B == OnlyReadsMemory && CS2B == OnlyReadsMemory)
-    return NoModRef;
-
-  AliasAnalysis::ModRefResult Mask = ModRef;
-
-  // If CS1 only reads memory, the only dependence on CS2 can be
-  // from CS1 reading memory written by CS2.
-  if (CS1B == OnlyReadsMemory)
-    Mask = ModRefResult(Mask & Ref);
-
-  // If CS2 only access memory through arguments, accumulate the mod/ref
-  // information from CS1's references to the memory referenced by
-  // CS2's arguments.
-  if (CS2B == AccessesArguments) {
-    AliasAnalysis::ModRefResult R = NoModRef;
-    for (ImmutableCallSite::arg_iterator
-         I = CS2.arg_begin(), E = CS2.arg_end(); I != E; ++I) {
-      R = ModRefResult((R | getModRefInfo(CS1, *I, UnknownSize)) & Mask);
-      if (R == Mask)
-        break;
-    }
-    return R;
-  }
+ModRefInfo AAResults::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS1,
+                                    ImmutableCallSite CS2) {
+  ModRefInfo Result = MRI_ModRef;
 
-  // If CS1 only accesses memory through arguments, check if CS2 references
-  // any of the memory referenced by CS1's arguments. If not, return NoModRef.
-  if (CS1B == AccessesArguments) {
-    AliasAnalysis::ModRefResult R = NoModRef;
-    for (ImmutableCallSite::arg_iterator
-         I = CS1.arg_begin(), E = CS1.arg_end(); I != E; ++I)
-      if (getModRefInfo(CS2, *I, UnknownSize) != NoModRef) {
-        R = Mask;
-        break;
-      }
-    if (R == NoModRef)
-      return R;
-  }
+  for (const auto &AA : AAs) {
+    Result = ModRefInfo(Result & AA->getModRefInfo(CS1, CS2));
 
-  // If this is BasicAA, don't forward.
-  if (!AA) return Mask;
+    // Early-exit the moment we reach the bottom of the lattice.
+    if (Result == MRI_NoModRef)
+      return Result;
+  }
 
-  // Otherwise, fall back to the next AA in the chain. But we can merge
-  // in any mask we've managed to compute.
-  return ModRefResult(AA->getModRefInfo(CS1, CS2) & Mask);
+  return Result;
 }
 
-AliasAnalysis::ModRefBehavior
-AliasAnalysis::getModRefBehavior(ImmutableCallSite CS) {
-  // Don't assert AA because BasicAA calls us in order to make use of the
-  // logic here.
-
-  ModRefBehavior Min = UnknownModRefBehavior;
+FunctionModRefBehavior AAResults::getModRefBehavior(ImmutableCallSite CS) {
+  FunctionModRefBehavior Result = FMRB_UnknownModRefBehavior;
 
-  // Call back into the alias analysis with the other form of getModRefBehavior
-  // to see if it can give a better response.
-  if (const Function *F = CS.getCalledFunction())
-    Min = getModRefBehavior(F);
+  for (const auto &AA : AAs) {
+    Result = FunctionModRefBehavior(Result & AA->getModRefBehavior(CS));
 
-  // If this is BasicAA, don't forward.
-  if (!AA) return Min;
+    // Early-exit the moment we reach the bottom of the lattice.
+    if (Result == FMRB_DoesNotAccessMemory)
+      return Result;
+  }
 
-  // Otherwise, fall back to the next AA in the chain. But we can merge
-  // in any result we've managed to compute.
-  return std::min(AA->getModRefBehavior(CS), Min);
+  return Result;
 }
 
-AliasAnalysis::ModRefBehavior
-AliasAnalysis::getModRefBehavior(const Function *F) {
-  assert(AA && "AA didn't call InitializeAliasAnalysis in its run method!");
-  return AA->getModRefBehavior(F);
-}
+FunctionModRefBehavior AAResults::getModRefBehavior(const Function *F) {
+  FunctionModRefBehavior Result = FMRB_UnknownModRefBehavior;
 
-AliasAnalysis::DependenceResult
-AliasAnalysis::getDependence(const Instruction *First,
-                             DependenceQueryFlags FirstFlags,
-                             const Instruction *Second,
-                             DependenceQueryFlags SecondFlags) {
-  assert(AA && "AA didn't call InitializeAliasAnalyais in its run method!");
-  return AA->getDependence(First, FirstFlags, Second, SecondFlags);
+  for (const auto &AA : AAs) {
+    Result = FunctionModRefBehavior(Result & AA->getModRefBehavior(F));
+
+    // Early-exit the moment we reach the bottom of the lattice.
+    if (Result == FMRB_DoesNotAccessMemory)
+      return Result;
+  }
+
+  return Result;
 }
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
-// AliasAnalysis non-virtual helper method implementation
+// Helper method implementation
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-AliasAnalysis::ModRefResult
-AliasAnalysis::getModRefInfo(const LoadInst *L, const Value *P, unsigned Size) {
-  // Be conservative in the face of volatile.
-  if (L->isVolatile())
-    return ModRef;
+ModRefInfo AAResults::getModRefInfo(const LoadInst *L,
+                                    const MemoryLocation &Loc) {
+  // Be conservative in the face of volatile/atomic.
+  if (!L->isUnordered())
+    return MRI_ModRef;
 
   // If the load address doesn't alias the given address, it doesn't read
   // or write the specified memory.
-  if (!alias(L->getOperand(0), getTypeStoreSize(L->getType()), P, Size))
-    return NoModRef;
+  if (Loc.Ptr && !alias(MemoryLocation::get(L), Loc))
+    return MRI_NoModRef;
 
   // Otherwise, a load just reads.
-  return Ref;
+  return MRI_Ref;
 }
 
-AliasAnalysis::ModRefResult
-AliasAnalysis::getModRefInfo(const StoreInst *S, const Value *P, unsigned Size) {
-  // Be conservative in the face of volatile.
-  if (S->isVolatile())
-    return ModRef;
-
-  // If the store address cannot alias the pointer in question, then the
-  // specified memory cannot be modified by the store.
-  if (!alias(S->getOperand(1),
-             getTypeStoreSize(S->getOperand(0)->getType()), P, Size))
-    return NoModRef;
-
-  // If the pointer is a pointer to constant memory, then it could not have been
-  // modified by this store.
-  if (pointsToConstantMemory(P))
-    return NoModRef;
+ModRefInfo AAResults::getModRefInfo(const StoreInst *S,
+                                    const MemoryLocation &Loc) {
+  // Be conservative in the face of volatile/atomic.
+  if (!S->isUnordered())
+    return MRI_ModRef;
+
+  if (Loc.Ptr) {
+    // If the store address cannot alias the pointer in question, then the
+    // specified memory cannot be modified by the store.
+    if (!alias(MemoryLocation::get(S), Loc))
+      return MRI_NoModRef;
+
+    // If the pointer is a pointer to constant memory, then it could not have
+    // been modified by this store.
+    if (pointsToConstantMemory(Loc))
+      return MRI_NoModRef;
+  }
 
   // Otherwise, a store just writes.
-  return Mod;
+  return MRI_Mod;
 }
 
-AliasAnalysis::ModRefResult
-AliasAnalysis::getModRefInfo(const VAArgInst *V, const Value *P, unsigned Size) {
-  // If the va_arg address cannot alias the pointer in question, then the
-  // specified memory cannot be accessed by the va_arg.
-  if (!alias(V->getOperand(0), UnknownSize, P, Size))
-    return NoModRef;
+ModRefInfo AAResults::getModRefInfo(const VAArgInst *V,
+                                    const MemoryLocation &Loc) {
+
+  if (Loc.Ptr) {
+    // If the va_arg address cannot alias the pointer in question, then the
+    // specified memory cannot be accessed by the va_arg.
+    if (!alias(MemoryLocation::get(V), Loc))
+      return MRI_NoModRef;
 
-  // If the pointer is a pointer to constant memory, then it could not have been
-  // modified by this va_arg.
-  if (pointsToConstantMemory(P))
-    return NoModRef;
+    // If the pointer is a pointer to constant memory, then it could not have
+    // been modified by this va_arg.
+    if (pointsToConstantMemory(Loc))
+      return MRI_NoModRef;
+  }
 
   // Otherwise, a va_arg reads and writes.
-  return ModRef;
+  return MRI_ModRef;
 }
 
-AliasAnalysis::DependenceResult
-AliasAnalysis::getDependenceViaModRefInfo(const Instruction *First,
-                                          DependenceQueryFlags FirstFlags,
-                                          const Instruction *Second,
-                                          DependenceQueryFlags SecondFlags) {
-  if (const LoadInst *L = dyn_cast<LoadInst>(First)) {
-    // Be over-conservative with volatile for now.
-    if (L->isVolatile())
-      return Unknown;
-
-    // Forward this query to getModRefInfo.
-    switch (getModRefInfo(Second,
-                          L->getPointerOperand(),
-                          getTypeStoreSize(L->getType()))) {
-    case NoModRef:
-      // Second doesn't reference First's memory, so they're independent.
-      return Independent;
-
-    case Ref:
-      // Second only reads from the memory read from by First. If it
-      // also writes to any other memory, be conservative.
-      if (Second->mayWriteToMemory())
-        return Unknown;
-
-      // If it's loading the same size from the same address, we can
-      // give a more precise result.
-      if (const LoadInst *SecondL = dyn_cast<LoadInst>(Second)) {
-        unsigned LSize = getTypeStoreSize(L->getType());
-        unsigned SecondLSize = getTypeStoreSize(SecondL->getType());
-        if (alias(L->getPointerOperand(), LSize,
-                  SecondL->getPointerOperand(), SecondLSize) ==
-            MustAlias) {
-          // If the loads are the same size, it's ReadThenRead.
-          if (LSize == SecondLSize)
-            return ReadThenRead;
-
-          // If the second load is smaller, it's only ReadThenReadSome.
-          if (LSize > SecondLSize)
-            return ReadThenReadSome;
-        }
-      }
-
-      // Otherwise it's just two loads.
-      return Independent;
-
-    case Mod:
-      // Second only writes to the memory read from by First. If it
-      // also reads from any other memory, be conservative.
-      if (Second->mayReadFromMemory())
-        return Unknown;
-
-      // If it's storing the same size to the same address, we can
-      // give a more precise result.
-      if (const StoreInst *SecondS = dyn_cast<StoreInst>(Second)) {
-        unsigned LSize = getTypeStoreSize(L->getType());
-        unsigned SecondSSize = getTypeStoreSize(SecondS->getType());
-        if (alias(L->getPointerOperand(), LSize,
-                  SecondS->getPointerOperand(), SecondSSize) ==
-            MustAlias) {
-          // If the load and the store are the same size, it's ReadThenWrite.
-          if (LSize == SecondSSize)
-            return ReadThenWrite;
-        }
-      }
-
-      // Otherwise we don't know if it could be writing to other memory.
-      return Unknown;
-
-    case ModRef:
-      // Second reads and writes to the memory read from by First.
-      // We don't have a way to express that.
-      return Unknown;
-    }
+ModRefInfo AAResults::getModRefInfo(const AtomicCmpXchgInst *CX,
+                                    const MemoryLocation &Loc) {
+  // Acquire/Release cmpxchg has properties that matter for arbitrary addresses.
+  if (CX->getSuccessOrdering() > Monotonic)
+    return MRI_ModRef;
 
-  } else if (const StoreInst *S = dyn_cast<StoreInst>(First)) {
-    // Be over-conservative with volatile for now.
-    if (S->isVolatile())
-      return Unknown;
-
-    // Forward this query to getModRefInfo.
-    switch (getModRefInfo(Second,
-                          S->getPointerOperand(),
-                          getTypeStoreSize(S->getValueOperand()->getType()))) {
-    case NoModRef:
-      // Second doesn't reference First's memory, so they're independent.
-      return Independent;
-
-    case Ref:
-      // Second only reads from the memory written to by First. If it
-      // also writes to any other memory, be conservative.
-      if (Second->mayWriteToMemory())
-        return Unknown;
-
-      // If it's loading the same size from the same address, we can
-      // give a more precise result.
-      if (const LoadInst *SecondL = dyn_cast<LoadInst>(Second)) {
-        unsigned SSize = getTypeStoreSize(S->getValueOperand()->getType());
-        unsigned SecondLSize = getTypeStoreSize(SecondL->getType());
-        if (alias(S->getPointerOperand(), SSize,
-                  SecondL->getPointerOperand(), SecondLSize) ==
-            MustAlias) {
-          // If the store and the load are the same size, it's WriteThenRead.
-          if (SSize == SecondLSize)
-            return WriteThenRead;
-
-          // If the load is smaller, it's only WriteThenReadSome.
-          if (SSize > SecondLSize)
-            return WriteThenReadSome;
-        }
-      }
-
-      // Otherwise we don't know if it could be reading from other memory.
-      return Unknown;
-
-    case Mod:
-      // Second only writes to the memory written to by First. If it
-      // also reads from any other memory, be conservative.
-      if (Second->mayReadFromMemory())
-        return Unknown;
-
-      // If it's storing the same size to the same address, we can
-      // give a more precise result.
-      if (const StoreInst *SecondS = dyn_cast<StoreInst>(Second)) {
-        unsigned SSize = getTypeStoreSize(S->getValueOperand()->getType());
-        unsigned SecondSSize = getTypeStoreSize(SecondS->getType());
-        if (alias(S->getPointerOperand(), SSize,
-                  SecondS->getPointerOperand(), SecondSSize) ==
-            MustAlias) {
-          // If the stores are the same size, it's WriteThenWrite.
-          if (SSize == SecondSSize)
-            return WriteThenWrite;
-
-          // If the second store is larger, it's only WriteSomeThenWrite.
-          if (SSize < SecondSSize)
-            return WriteSomeThenWrite;
-        }
-      }
-
-      // Otherwise we don't know if it could be writing to other memory.
-      return Unknown;
-
-    case ModRef:
-      // Second reads and writes to the memory written to by First.
-      // We don't have a way to express that.
-      return Unknown;
-    }
+  // If the cmpxchg address does not alias the location, it does not access it.
+  if (Loc.Ptr && !alias(MemoryLocation::get(CX), Loc))
+    return MRI_NoModRef;
 
-  } else if (const VAArgInst *V = dyn_cast<VAArgInst>(First)) {
-    // Forward this query to getModRefInfo.
-    if (getModRefInfo(Second, V->getOperand(0), UnknownSize) == NoModRef)
-      // Second doesn't reference First's memory, so they're independent.
-      return Independent;
-
-  } else if (ImmutableCallSite FirstCS = cast<Value>(First)) {
-    // If both instructions are calls/invokes we can use the two-callsite
-    // form of getModRefInfo.
-    if (ImmutableCallSite SecondCS = cast<Value>(Second))
-      // getModRefInfo's arguments are backwards from intuition.
-      switch (getModRefInfo(SecondCS, FirstCS)) {
-      case NoModRef:
-        // Second doesn't reference First's memory, so they're independent.
-        return Independent;
-
-      case Ref:
-        // If they're both read-only, there's no dependence.
-        if (FirstCS.onlyReadsMemory() && SecondCS.onlyReadsMemory())
-          return Independent;
-
-        // Otherwise it's not obvious what we can do here.
-        return Unknown;
-
-      case Mod:
-        // It's not obvious what we can do here.
-        return Unknown;
-
-      case ModRef:
-        // I know, right?
-        return Unknown;
-      }
-  }
-
-  // For anything else, be conservative.
-  return Unknown;
+  return MRI_ModRef;
 }
 
-AliasAnalysis::ModRefBehavior
-AliasAnalysis::getIntrinsicModRefBehavior(unsigned iid) {
-#define GET_INTRINSIC_MODREF_BEHAVIOR
-#include "llvm/Intrinsics.gen"
-#undef GET_INTRINSIC_MODREF_BEHAVIOR
-}
+ModRefInfo AAResults::getModRefInfo(const AtomicRMWInst *RMW,
+                                    const MemoryLocation &Loc) {
+  // Acquire/Release atomicrmw has properties that matter for arbitrary addresses.
+  if (RMW->getOrdering() > Monotonic)
+    return MRI_ModRef;
 
-// AliasAnalysis destructor: DO NOT move this to the header file for
-// AliasAnalysis or else clients of the AliasAnalysis class may not depend on
-// the AliasAnalysis.o file in the current .a file, causing alias analysis
-// support to not be included in the tool correctly!
-//
-AliasAnalysis::~AliasAnalysis() {}
+  // If the atomicrmw address does not alias the location, it does not access it.
+  if (Loc.Ptr && !alias(MemoryLocation::get(RMW), Loc))
+    return MRI_NoModRef;
 
-/// InitializeAliasAnalysis - Subclasses must call this method to initialize the
-/// AliasAnalysis interface before any other methods are called.
-///
-void AliasAnalysis::InitializeAliasAnalysis(Pass *P) {
-  TD = P->getAnalysisIfAvailable<TargetData>();
-  AA = &P->getAnalysis<AliasAnalysis>();
-}
-
-// getAnalysisUsage - All alias analysis implementations should invoke this
-// directly (using AliasAnalysis::getAnalysisUsage(AU)).
-void AliasAnalysis::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-  AU.addRequired<AliasAnalysis>();         // All AA's chain
+  return MRI_ModRef;
 }
 
-/// getTypeStoreSize - Return the TargetData store size for the given type,
-/// if known, or a conservative value otherwise.
-///
-unsigned AliasAnalysis::getTypeStoreSize(const Type *Ty) {
-  return TD ? TD->getTypeStoreSize(Ty) : ~0u;
+/// \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.
+/// FIXME: this is really just shoring-up a deficiency in alias analysis.
+/// BasicAA isn't willing to spend linear time determining whether an alloca
+/// was captured before or after this particular call, while we are. However,
+/// with a smarter AA in place, this test is just wasting compile time.
+ModRefInfo AAResults::callCapturesBefore(const Instruction *I,
+                                         const MemoryLocation &MemLoc,
+                                         DominatorTree *DT,
+                                         OrderedBasicBlock *OBB) {
+  if (!DT)
+    return MRI_ModRef;
+
+  const Value *Object =
+      GetUnderlyingObject(MemLoc.Ptr, I->getModule()->getDataLayout());
+  if (!isIdentifiedObject(Object) || isa<GlobalValue>(Object) ||
+      isa<Constant>(Object))
+    return MRI_ModRef;
+
+  ImmutableCallSite CS(I);
+  if (!CS.getInstruction() || CS.getInstruction() == Object)
+    return MRI_ModRef;
+
+  if (llvm::PointerMayBeCapturedBefore(Object, /* ReturnCaptures */ true,
+                                       /* StoreCaptures */ true, I, DT,
+                                       /* include Object */ true,
+                                       /* OrderedBasicBlock */ OBB))
+    return MRI_ModRef;
+
+  unsigned ArgNo = 0;
+  ModRefInfo R = MRI_NoModRef;
+  for (ImmutableCallSite::arg_iterator CI = CS.arg_begin(), CE = CS.arg_end();
+       CI != CE; ++CI, ++ArgNo) {
+    // Only look at the no-capture or byval pointer arguments.  If this
+    // pointer were passed to arguments that were neither of these, then it
+    // couldn't be no-capture.
+    if (!(*CI)->getType()->isPointerTy() ||
+        (!CS.doesNotCapture(ArgNo) && !CS.isByValArgument(ArgNo)))
+      continue;
+
+    // If this is a no-capture pointer argument, see if we can tell that it
+    // is impossible to alias the pointer we're checking.  If not, we have to
+    // assume that the call could touch the pointer, even though it doesn't
+    // escape.
+    if (isNoAlias(MemoryLocation(*CI), MemoryLocation(Object)))
+      continue;
+    if (CS.doesNotAccessMemory(ArgNo))
+      continue;
+    if (CS.onlyReadsMemory(ArgNo)) {
+      R = MRI_Ref;
+      continue;
+    }
+    return MRI_ModRef;
+  }
+  return R;
 }
 
 /// canBasicBlockModify - Return true if it is possible for execution of the
-/// specified basic block to modify the value pointed to by Ptr.
+/// specified basic block to modify the location Loc.
 ///
-bool AliasAnalysis::canBasicBlockModify(const BasicBlock &BB,
-                                        const Value *Ptr, unsigned Size) {
-  return canInstructionRangeModify(BB.front(), BB.back(), Ptr, Size);
+bool AAResults::canBasicBlockModify(const BasicBlock &BB,
+                                    const MemoryLocation &Loc) {
+  return canInstructionRangeModRef(BB.front(), BB.back(), Loc, MRI_Mod);
 }
 
-/// 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 AliasAnalysis::canInstructionRangeModify(const Instruction &I1,
-                                              const Instruction &I2,
-                                              const Value *Ptr, unsigned Size) {
+/// canInstructionRangeModRef - Return true if it is possible for the
+/// execution of the specified instructions to mod\ref (according to the
+/// mode) the location Loc. 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 AAResults::canInstructionRangeModRef(const Instruction &I1,
+                                          const Instruction &I2,
+                                          const MemoryLocation &Loc,
+                                          const ModRefInfo Mode) {
   assert(I1.getParent() == I2.getParent() &&
          "Instructions not in same basic block!");
-  BasicBlock::const_iterator I = &I1;
-  BasicBlock::const_iterator E = &I2;
+  BasicBlock::const_iterator I = I1.getIterator();
+  BasicBlock::const_iterator E = I2.getIterator();
   ++E;  // Convert from inclusive to exclusive range.
 
   for (; I != E; ++I) // Check every instruction in range
-    if (getModRefInfo(I, Ptr, Size) & Mod)
+    if (getModRefInfo(&*I, Loc) & Mode)
       return true;
   return false;
 }
 
+// Provide a definition for the root virtual destructor.
+AAResults::Concept::~Concept() {}
+
+namespace {
+/// A wrapper pass for external alias analyses. This just squirrels away the
+/// callback used to run any analyses and register their results.
+struct ExternalAAWrapperPass : ImmutablePass {
+  typedef std::function<void(Pass &, Function &, AAResults &)> CallbackT;
+
+  CallbackT CB;
+
+  static char ID;
+
+  ExternalAAWrapperPass() : ImmutablePass(ID) {
+    initializeExternalAAWrapperPassPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
+  }
+  explicit ExternalAAWrapperPass(CallbackT CB)
+      : ImmutablePass(ID), CB(std::move(CB)) {
+    initializeExternalAAWrapperPassPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
+  }
+
+  void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
+    AU.setPreservesAll();
+  }
+};
+}
+
+char ExternalAAWrapperPass::ID = 0;
+INITIALIZE_PASS(ExternalAAWrapperPass, "external-aa", "External Alias Analysis",
+                false, true)
+
+ImmutablePass *
+llvm::createExternalAAWrapperPass(ExternalAAWrapperPass::CallbackT Callback) {
+  return new ExternalAAWrapperPass(std::move(Callback));
+}
+
+AAResultsWrapperPass::AAResultsWrapperPass() : FunctionPass(ID) {
+  initializeAAResultsWrapperPassPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
+}
+
+char AAResultsWrapperPass::ID = 0;
+
+INITIALIZE_PASS_BEGIN(AAResultsWrapperPass, "aa",
+                      "Function Alias Analysis Results", false, true)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(BasicAAWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(CFLAAWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(ExternalAAWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(GlobalsAAWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(ObjCARCAAWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(SCEVAAWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(ScopedNoAliasAAWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TypeBasedAAWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_END(AAResultsWrapperPass, "aa",
+                    "Function Alias Analysis Results", false, true)
+
+FunctionPass *llvm::createAAResultsWrapperPass() {
+  return new AAResultsWrapperPass();
+}
+
+/// Run the wrapper pass to rebuild an aggregation over known AA passes.
+///
+/// This is the legacy pass manager's interface to the new-style AA results
+/// aggregation object. Because this is somewhat shoe-horned into the legacy
+/// pass manager, we hard code all the specific alias analyses available into
+/// it. While the particular set enabled is configured via commandline flags,
+/// adding a new alias analysis to LLVM will require adding support for it to
+/// this list.
+bool AAResultsWrapperPass::runOnFunction(Function &F) {
+  // NB! This *must* be reset before adding new AA results to the new
+  // AAResults object because in the legacy pass manager, each instance
+  // of these will refer to the *same* immutable analyses, registering and
+  // unregistering themselves with them. We need to carefully tear down the
+  // previous object first, in this case replacing it with an empty one, before
+  // registering new results.
+  AAR.reset(new AAResults());
+
+  // BasicAA is always available for function analyses. Also, we add it first
+  // so that it can trump TBAA results when it proves MustAlias.
+  // FIXME: TBAA should have an explicit mode to support this and then we
+  // should reconsider the ordering here.
+  if (!DisableBasicAA)
+    AAR->addAAResult(getAnalysis<BasicAAWrapperPass>().getResult());
+
+  // Populate the results with the currently available AAs.
+  if (auto *WrapperPass = getAnalysisIfAvailable<ScopedNoAliasAAWrapperPass>())
+    AAR->addAAResult(WrapperPass->getResult());
+  if (auto *WrapperPass = getAnalysisIfAvailable<TypeBasedAAWrapperPass>())
+    AAR->addAAResult(WrapperPass->getResult());
+  if (auto *WrapperPass =
+          getAnalysisIfAvailable<objcarc::ObjCARCAAWrapperPass>())
+    AAR->addAAResult(WrapperPass->getResult());
+  if (auto *WrapperPass = getAnalysisIfAvailable<GlobalsAAWrapperPass>())
+    AAR->addAAResult(WrapperPass->getResult());
+  if (auto *WrapperPass = getAnalysisIfAvailable<SCEVAAWrapperPass>())
+    AAR->addAAResult(WrapperPass->getResult());
+  if (auto *WrapperPass = getAnalysisIfAvailable<CFLAAWrapperPass>())
+    AAR->addAAResult(WrapperPass->getResult());
+
+  // If available, run an external AA providing callback over the results as
+  // well.
+  if (auto *WrapperPass = getAnalysisIfAvailable<ExternalAAWrapperPass>())
+    if (WrapperPass->CB)
+      WrapperPass->CB(*this, F, *AAR);
+
+  // Analyses don't mutate the IR, so return false.
+  return false;
+}
+
+void AAResultsWrapperPass::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+  AU.setPreservesAll();
+  AU.addRequired<BasicAAWrapperPass>();
+
+  // We also need to mark all the alias analysis passes we will potentially
+  // probe in runOnFunction as used here to ensure the legacy pass manager
+  // preserves them. This hard coding of lists of alias analyses is specific to
+  // the legacy pass manager.
+  AU.addUsedIfAvailable<ScopedNoAliasAAWrapperPass>();
+  AU.addUsedIfAvailable<TypeBasedAAWrapperPass>();
+  AU.addUsedIfAvailable<objcarc::ObjCARCAAWrapperPass>();
+  AU.addUsedIfAvailable<GlobalsAAWrapperPass>();
+  AU.addUsedIfAvailable<SCEVAAWrapperPass>();
+  AU.addUsedIfAvailable<CFLAAWrapperPass>();
+}
+
+AAResults llvm::createLegacyPMAAResults(Pass &P, Function &F,
+                                        BasicAAResult &BAR) {
+  AAResults AAR;
+
+  // Add in our explicitly constructed BasicAA results.
+  if (!DisableBasicAA)
+    AAR.addAAResult(BAR);
+
+  // Populate the results with the other currently available AAs.
+  if (auto *WrapperPass =
+          P.getAnalysisIfAvailable<ScopedNoAliasAAWrapperPass>())
+    AAR.addAAResult(WrapperPass->getResult());
+  if (auto *WrapperPass = P.getAnalysisIfAvailable<TypeBasedAAWrapperPass>())
+    AAR.addAAResult(WrapperPass->getResult());
+  if (auto *WrapperPass =
+          P.getAnalysisIfAvailable<objcarc::ObjCARCAAWrapperPass>())
+    AAR.addAAResult(WrapperPass->getResult());
+  if (auto *WrapperPass = P.getAnalysisIfAvailable<GlobalsAAWrapperPass>())
+    AAR.addAAResult(WrapperPass->getResult());
+  if (auto *WrapperPass = P.getAnalysisIfAvailable<SCEVAAWrapperPass>())
+    AAR.addAAResult(WrapperPass->getResult());
+  if (auto *WrapperPass = P.getAnalysisIfAvailable<CFLAAWrapperPass>())
+    AAR.addAAResult(WrapperPass->getResult());
+
+  return AAR;
+}
+
 /// isNoAliasCall - Return true if this pointer is returned by a noalias
 /// function.
 bool llvm::isNoAliasCall(const Value *V) {
-  if (isa<CallInst>(V) || isa<InvokeInst>(V))
-    return ImmutableCallSite(cast<Instruction>(V))
-      .paramHasAttr(0, Attribute::NoAlias);
+  if (auto CS = ImmutableCallSite(V))
+    return CS.paramHasAttr(0, Attribute::NoAlias);
+  return false;
+}
+
+/// isNoAliasArgument - Return true if this is an argument with the noalias
+/// attribute.
+bool llvm::isNoAliasArgument(const Value *V)
+{
+  if (const Argument *A = dyn_cast<Argument>(V))
+    return A->hasNoAliasAttr();
   return false;
 }
 
@@ -529,8 +548,12 @@ bool llvm::isIdentifiedObject(const Value *V) {
   return false;
 }
 
-// Because of the way .a files work, we must force the BasicAA implementation to
-// be pulled in if the AliasAnalysis classes are pulled in.  Otherwise we run
-// the risk of AliasAnalysis being used, but the default implementation not
-// being linked into the tool that uses it.
-DEFINING_FILE_FOR(AliasAnalysis)
+/// 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 llvm::isIdentifiedFunctionLocal(const Value *V)
+{
+  return isa<AllocaInst>(V) || isNoAliasCall(V) || isNoAliasArgument(V);
+}