[PM/AA] Clean up and homogenize comments throughout basic-aa.
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / BasicAliasAnalysis.cpp
index 9cfd02c02186886a3b2cc23c1eba90fe19162767..c2a530a44be9a9b7494f395f9366553149c8d625 100644 (file)
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#include "llvm/Analysis/Passes.h"
-#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
+#include "llvm/Analysis/BasicAliasAnalysis.h"
 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
+#include "llvm/ADT/Statistic.h"
 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
-#include "llvm/Analysis/AssumptionTracker.h"
 #include "llvm/Analysis/CFG.h"
 #include "llvm/Analysis/CaptureTracking.h"
 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
@@ -28,8 +27,6 @@
 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
 #include "llvm/IR/Dominators.h"
-#include "llvm/IR/Function.h"
-#include "llvm/IR/GetElementPtrTypeIterator.h"
 #include "llvm/IR/GlobalAlias.h"
 #include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
 #include "llvm/IR/Instructions.h"
 #include "llvm/IR/Operator.h"
 #include "llvm/Pass.h"
 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
-#include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
 #include <algorithm>
 using namespace llvm;
 
+/// Enable analysis of recursive PHI nodes.
+static cl::opt<bool> EnableRecPhiAnalysis("basicaa-recphi", cl::Hidden,
+                                          cl::init(false));
+
+/// SearchLimitReached / SearchTimes shows how often the limit of
+/// to decompose GEPs is reached. It will affect the precision
+/// of basic alias analysis.
+#define DEBUG_TYPE "basicaa"
+STATISTIC(SearchLimitReached, "Number of times the limit to "
+                              "decompose GEPs is reached");
+STATISTIC(SearchTimes, "Number of times a GEP is decomposed");
+
 /// Cutoff after which to stop analysing a set of phi nodes potentially involved
 /// in a cycle. Because we are analysing 'through' phi nodes we need to be
 /// careful with value equivalence. We use reachability to make sure a value
@@ -57,8 +65,8 @@ static const unsigned MaxLookupSearchDepth = 6;
 // Useful predicates
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-/// isNonEscapingLocalObject - Return true if the pointer is to a function-local
-/// object that never escapes from the function.
+/// Returns true if the pointer is to a function-local object that never
+/// escapes from the function.
 static bool isNonEscapingLocalObject(const Value *V) {
   // If this is a local allocation, check to see if it escapes.
   if (isa<AllocaInst>(V) || isNoAliasCall(V))
@@ -82,8 +90,8 @@ static bool isNonEscapingLocalObject(const Value *V) {
   return false;
 }
 
-/// isEscapeSource - Return true if the pointer is one which would have
-/// been considered an escape by isNonEscapingLocalObject.
+/// Returns true if the pointer is one which would have been considered an
+/// escape by isNonEscapingLocalObject.
 static bool isEscapeSource(const Value *V) {
   if (isa<CallInst>(V) || isa<InvokeInst>(V) || isa<Argument>(V))
     return true;
@@ -97,19 +105,18 @@ static bool isEscapeSource(const Value *V) {
   return false;
 }
 
-/// getObjectSize - Return the size of the object specified by V, or
-/// UnknownSize if unknown.
+/// Returns the size of the object specified by V, or UnknownSize if unknown.
 static uint64_t getObjectSize(const Value *V, const DataLayout &DL,
                               const TargetLibraryInfo &TLI,
                               bool RoundToAlign = false) {
   uint64_t Size;
-  if (getObjectSize(V, Size, &DL, &TLI, RoundToAlign))
+  if (getObjectSize(V, Size, DL, &TLI, RoundToAlign))
     return Size;
-  return AliasAnalysis::UnknownSize;
+  return MemoryLocation::UnknownSize;
 }
 
-/// isObjectSmallerThan - Return true if we can prove that the object specified
-/// by V is smaller than Size.
+/// Returns true if we can prove that the object specified by V is smaller than
+/// Size.
 static bool isObjectSmallerThan(const Value *V, uint64_t Size,
                                 const DataLayout &DL,
                                 const TargetLibraryInfo &TLI) {
@@ -144,60 +151,36 @@ static bool isObjectSmallerThan(const Value *V, uint64_t Size,
 
   // This function needs to use the aligned object size because we allow
   // reads a bit past the end given sufficient alignment.
-  uint64_t ObjectSize = getObjectSize(V, DL, TLI, /*RoundToAlign*/true);
+  uint64_t ObjectSize = getObjectSize(V, DL, TLI, /*RoundToAlign*/ true);
 
-  return ObjectSize != AliasAnalysis::UnknownSize && ObjectSize < Size;
+  return ObjectSize != MemoryLocation::UnknownSize && ObjectSize < Size;
 }
 
-/// isObjectSize - Return true if we can prove that the object specified
-/// by V has size Size.
-static bool isObjectSize(const Value *V, uint64_t Size,
-                         const DataLayout &DL, const TargetLibraryInfo &TLI) {
+/// Returns true if we can prove that the object specified by V has size Size.
+static bool isObjectSize(const Value *V, uint64_t Size, const DataLayout &DL,
+                         const TargetLibraryInfo &TLI) {
   uint64_t ObjectSize = getObjectSize(V, DL, TLI);
-  return ObjectSize != AliasAnalysis::UnknownSize && ObjectSize == Size;
+  return ObjectSize != MemoryLocation::UnknownSize && ObjectSize == Size;
 }
 
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // GetElementPtr Instruction Decomposition and Analysis
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-namespace {
-  enum ExtensionKind {
-    EK_NotExtended,
-    EK_SignExt,
-    EK_ZeroExt
-  };
-
-  struct VariableGEPIndex {
-    const Value *V;
-    ExtensionKind Extension;
-    int64_t Scale;
-
-    bool operator==(const VariableGEPIndex &Other) const {
-      return V == Other.V && Extension == Other.Extension &&
-        Scale == Other.Scale;
-    }
-
-    bool operator!=(const VariableGEPIndex &Other) const {
-      return !operator==(Other);
-    }
-  };
-}
-
-
-/// GetLinearExpression - Analyze the specified value as a linear expression:
-/// "A*V + B", where A and B are constant integers.  Return the scale and offset
-/// values as APInts and return V as a Value*, and return whether we looked
-/// through any sign or zero extends.  The incoming Value is known to have
-/// IntegerType and it may already be sign or zero extended.
+/// Analyzes the specified value as a linear expression: "A*V + B", where A and
+/// B are constant integers.
+///
+/// Returns the scale and offset values as APInts and return V as a Value*, and
+/// return whether we looked through any sign or zero extends.  The incoming
+/// Value is known to have IntegerType and it may already be sign or zero
+/// extended.
 ///
 /// Note that this looks through extends, so the high bits may not be
 /// represented in the result.
-static Value *GetLinearExpression(Value *V, APInt &Scale, APInt &Offset,
-                                  ExtensionKind &Extension,
-                                  const DataLayout &DL, unsigned Depth,
-                                  AssumptionTracker *AT,
-                                  DominatorTree *DT) {
+/*static*/ Value *BasicAliasAnalysis::GetLinearExpression(
+    Value *V, APInt &Scale, APInt &Offset, ExtensionKind &Extension,
+    const DataLayout &DL, unsigned Depth, AssumptionCache *AC,
+    DominatorTree *DT) {
   assert(V->getType()->isIntegerTy() && "Not an integer value");
 
   // Limit our recursion depth.
@@ -207,31 +190,40 @@ static Value *GetLinearExpression(Value *V, APInt &Scale, APInt &Offset,
     return V;
   }
 
+  if (ConstantInt *Const = dyn_cast<ConstantInt>(V)) {
+    // if it's a constant, just convert it to an offset
+    // and remove the variable.
+    Offset += Const->getValue();
+    assert(Scale == 0 && "Constant values don't have a scale");
+    return V;
+  }
+
   if (BinaryOperator *BOp = dyn_cast<BinaryOperator>(V)) {
     if (ConstantInt *RHSC = dyn_cast<ConstantInt>(BOp->getOperand(1))) {
       switch (BOp->getOpcode()) {
-      default: break;
+      default:
+        break;
       case Instruction::Or:
         // X|C == X+C if all the bits in C are unset in X.  Otherwise we can't
         // analyze it.
-        if (!MaskedValueIsZero(BOp->getOperand(0), RHSC->getValue(), &DL, 0,
-                               AT, BOp, DT))
+        if (!MaskedValueIsZero(BOp->getOperand(0), RHSC->getValue(), DL, 0, AC,
+                               BOp, DT))
           break;
-        // FALL THROUGH.
+      // FALL THROUGH.
       case Instruction::Add:
         V = GetLinearExpression(BOp->getOperand(0), Scale, Offset, Extension,
-                                DL, Depth+1, AT, DT);
+                                DL, Depth + 1, AC, DT);
         Offset += RHSC->getValue();
         return V;
       case Instruction::Mul:
         V = GetLinearExpression(BOp->getOperand(0), Scale, Offset, Extension,
-                                DL, Depth+1, AT, DT);
+                                DL, Depth + 1, AC, DT);
         Offset *= RHSC->getValue();
         Scale *= RHSC->getValue();
         return V;
       case Instruction::Shl:
         V = GetLinearExpression(BOp->getOperand(0), Scale, Offset, Extension,
-                                DL, Depth+1, AT, DT);
+                                DL, Depth + 1, AC, DT);
         Offset <<= RHSC->getValue().getLimitedValue();
         Scale <<= RHSC->getValue().getLimitedValue();
         return V;
@@ -251,10 +243,13 @@ static Value *GetLinearExpression(Value *V, APInt &Scale, APInt &Offset,
     Offset = Offset.trunc(SmallWidth);
     Extension = isa<SExtInst>(V) ? EK_SignExt : EK_ZeroExt;
 
-    Value *Result = GetLinearExpression(CastOp, Scale, Offset, Extension,
-                                        DL, Depth+1, AT, DT);
+    Value *Result = GetLinearExpression(CastOp, Scale, Offset, Extension, DL,
+                                        Depth + 1, AC, DT);
     Scale = Scale.zext(OldWidth);
-    Offset = Offset.zext(OldWidth);
+
+    // We have to sign-extend even if Extension == EK_ZeroExt as we can't
+    // decompose a sign extension (i.e. zext(x - 1) != zext(x) - zext(-1)).
+    Offset = Offset.sext(OldWidth);
 
     return Result;
   }
@@ -264,29 +259,27 @@ static Value *GetLinearExpression(Value *V, APInt &Scale, APInt &Offset,
   return V;
 }
 
-/// DecomposeGEPExpression - If V is a symbolic pointer expression, decompose it
-/// into a base pointer with a constant offset and a number of scaled symbolic
-/// offsets.
+/// If V is a symbolic pointer expression, decompose it into a base pointer
+/// with a constant offset and a number of scaled symbolic offsets.
 ///
-/// The scaled symbolic offsets (represented by pairs of a Value* and a scale in
-/// the VarIndices vector) are Value*'s that are known to be scaled by the
-/// specified amount, but which may have other unrepresented high bits. As such,
-/// the gep cannot necessarily be reconstructed from its decomposed form.
+/// The scaled symbolic offsets (represented by pairs of a Value* and a scale
+/// in the VarIndices vector) are Value*'s that are known to be scaled by the
+/// specified amount, but which may have other unrepresented high bits. As
+/// such, the gep cannot necessarily be reconstructed from its decomposed form.
 ///
 /// When DataLayout is around, this function is capable of analyzing everything
 /// that GetUnderlyingObject can look through. To be able to do that
 /// GetUnderlyingObject and DecomposeGEPExpression must use the same search
-/// depth (MaxLookupSearchDepth).
-/// When DataLayout not is around, it just looks through pointer casts.
-///
-static const Value *
-DecomposeGEPExpression(const Value *V, int64_t &BaseOffs,
-                       SmallVectorImpl<VariableGEPIndex> &VarIndices,
-                       bool &MaxLookupReached, const DataLayout *DL,
-                       AssumptionTracker *AT, DominatorTree *DT) {
+/// depth (MaxLookupSearchDepth). When DataLayout not is around, it just looks
+/// through pointer casts.
+/*static*/ const Value *BasicAliasAnalysis::DecomposeGEPExpression(
+    const Value *V, int64_t &BaseOffs,
+    SmallVectorImpl<VariableGEPIndex> &VarIndices, bool &MaxLookupReached,
+    const DataLayout &DL, AssumptionCache *AC, DominatorTree *DT) {
   // Limit recursion depth to limit compile time in crazy cases.
   unsigned MaxLookup = MaxLookupSearchDepth;
   MaxLookupReached = false;
+  SearchTimes++;
 
   BaseOffs = 0;
   do {
@@ -314,12 +307,12 @@ DecomposeGEPExpression(const Value *V, int64_t &BaseOffs,
       // If it's not a GEP, hand it off to SimplifyInstruction to see if it
       // can come up with something. This matches what GetUnderlyingObject does.
       if (const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
-        // TODO: Get a DominatorTree and AssumptionTracker and use them here
+        // TODO: Get a DominatorTree and AssumptionCache and use them here
         // (these are both now available in this function, but this should be
         // updated when GetUnderlyingObject is updated). TLI should be
         // provided also.
         if (const Value *Simplified =
-              SimplifyInstruction(const_cast<Instruction *>(I), DL)) {
+                SimplifyInstruction(const_cast<Instruction *>(I), DL)) {
           V = Simplified;
           continue;
         }
@@ -331,56 +324,48 @@ DecomposeGEPExpression(const Value *V, int64_t &BaseOffs,
     if (!GEPOp->getOperand(0)->getType()->getPointerElementType()->isSized())
       return V;
 
-    // If we are lacking DataLayout information, we can't compute the offets of
-    // elements computed by GEPs.  However, we can handle bitcast equivalent
-    // GEPs.
-    if (!DL) {
-      if (!GEPOp->hasAllZeroIndices())
-        return V;
-      V = GEPOp->getOperand(0);
-      continue;
-    }
-
     unsigned AS = GEPOp->getPointerAddressSpace();
     // Walk the indices of the GEP, accumulating them into BaseOff/VarIndices.
     gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEPOp);
-    for (User::const_op_iterator I = GEPOp->op_begin()+1,
-         E = GEPOp->op_end(); I != E; ++I) {
+    for (User::const_op_iterator I = GEPOp->op_begin() + 1, E = GEPOp->op_end();
+         I != E; ++I) {
       Value *Index = *I;
       // Compute the (potentially symbolic) offset in bytes for this index.
       if (StructType *STy = dyn_cast<StructType>(*GTI++)) {
         // For a struct, add the member offset.
         unsigned FieldNo = cast<ConstantInt>(Index)->getZExtValue();
-        if (FieldNo == 0) continue;
+        if (FieldNo == 0)
+          continue;
 
-        BaseOffs += DL->getStructLayout(STy)->getElementOffset(FieldNo);
+        BaseOffs += DL.getStructLayout(STy)->getElementOffset(FieldNo);
         continue;
       }
 
       // For an array/pointer, add the element offset, explicitly scaled.
       if (ConstantInt *CIdx = dyn_cast<ConstantInt>(Index)) {
-        if (CIdx->isZero()) continue;
-        BaseOffs += DL->getTypeAllocSize(*GTI)*CIdx->getSExtValue();
+        if (CIdx->isZero())
+          continue;
+        BaseOffs += DL.getTypeAllocSize(*GTI) * CIdx->getSExtValue();
         continue;
       }
 
-      uint64_t Scale = DL->getTypeAllocSize(*GTI);
+      uint64_t Scale = DL.getTypeAllocSize(*GTI);
       ExtensionKind Extension = EK_NotExtended;
 
       // If the integer type is smaller than the pointer size, it is implicitly
       // sign extended to pointer size.
       unsigned Width = Index->getType()->getIntegerBitWidth();
-      if (DL->getPointerSizeInBits(AS) > Width)
+      if (DL.getPointerSizeInBits(AS) > Width)
         Extension = EK_SignExt;
 
       // Use GetLinearExpression to decompose the index into a C1*V+C2 form.
       APInt IndexScale(Width, 0), IndexOffset(Width, 0);
-      Index = GetLinearExpression(Index, IndexScale, IndexOffset, Extension,
-                                  *DL, 0, AT, DT);
+      Index = GetLinearExpression(Index, IndexScale, IndexOffset, Extension, DL,
+                                  0, AC, DT);
 
       // The GEP index scale ("Scale") scales C1*V+C2, yielding (C1*V+C2)*Scale.
       // This gives us an aggregate computation of (C1*Scale)*V + C2*Scale.
-      BaseOffs += IndexOffset.getSExtValue()*Scale;
+      BaseOffs += IndexOffset.getSExtValue() * Scale;
       Scale *= IndexScale.getSExtValue();
 
       // If we already had an occurrence of this index variable, merge this
@@ -388,17 +373,16 @@ DecomposeGEPExpression(const Value *V, int64_t &BaseOffs,
       //   A[x][x] -> x*16 + x*4 -> x*20
       // This also ensures that 'x' only appears in the index list once.
       for (unsigned i = 0, e = VarIndices.size(); i != e; ++i) {
-        if (VarIndices[i].V == Index &&
-            VarIndices[i].Extension == Extension) {
+        if (VarIndices[i].V == Index && VarIndices[i].Extension == Extension) {
           Scale += VarIndices[i].Scale;
-          VarIndices.erase(VarIndices.begin()+i);
+          VarIndices.erase(VarIndices.begin() + i);
           break;
         }
       }
 
       // Make sure that we have a scale that makes sense for this target's
       // pointer size.
-      if (unsigned ShiftBits = 64 - DL->getPointerSizeInBits(AS)) {
+      if (unsigned ShiftBits = 64 - DL.getPointerSizeInBits(AS)) {
         Scale <<= ShiftBits;
         Scale = (int64_t)Scale >> ShiftBits;
       }
@@ -416,6 +400,7 @@ DecomposeGEPExpression(const Value *V, int64_t &BaseOffs,
 
   // If the chain of expressions is too deep, just return early.
   MaxLookupReached = true;
+  SearchLimitReached++;
   return V;
 }
 
@@ -423,187 +408,34 @@ DecomposeGEPExpression(const Value *V, int64_t &BaseOffs,
 // BasicAliasAnalysis Pass
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#ifndef NDEBUG
-static const Function *getParent(const Value *V) {
-  if (const Instruction *inst = dyn_cast<Instruction>(V))
-    return inst->getParent()->getParent();
-
-  if (const Argument *arg = dyn_cast<Argument>(V))
-    return arg->getParent();
-
-  return nullptr;
-}
-
-static bool notDifferentParent(const Value *O1, const Value *O2) {
-
-  const Function *F1 = getParent(O1);
-  const Function *F2 = getParent(O2);
-
-  return !F1 || !F2 || F1 == F2;
-}
-#endif
-
-namespace {
-  /// BasicAliasAnalysis - This is the primary alias analysis implementation.
-  struct BasicAliasAnalysis : public ImmutablePass, public AliasAnalysis {
-    static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
-    BasicAliasAnalysis() : ImmutablePass(ID) {
-      initializeBasicAliasAnalysisPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
-    }
-
-    void initializePass() override {
-      InitializeAliasAnalysis(this);
-    }
-
-    void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
-      AU.addRequired<AliasAnalysis>();
-      AU.addRequired<AssumptionTracker>();
-      AU.addRequired<TargetLibraryInfo>();
-    }
-
-    AliasResult alias(const Location &LocA, const Location &LocB) override {
-      assert(AliasCache.empty() && "AliasCache must be cleared after use!");
-      assert(notDifferentParent(LocA.Ptr, LocB.Ptr) &&
-             "BasicAliasAnalysis doesn't support interprocedural queries.");
-      AliasResult Alias = aliasCheck(LocA.Ptr, LocA.Size, LocA.AATags,
-                                     LocB.Ptr, LocB.Size, LocB.AATags);
-      // AliasCache rarely has more than 1 or 2 elements, always use
-      // shrink_and_clear so it quickly returns to the inline capacity of the
-      // SmallDenseMap if it ever grows larger.
-      // FIXME: This should really be shrink_to_inline_capacity_and_clear().
-      AliasCache.shrink_and_clear();
-      VisitedPhiBBs.clear();
-      return Alias;
-    }
-
-    ModRefResult getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
-                               const Location &Loc) override;
-
-    ModRefResult getModRefInfo(ImmutableCallSite CS1,
-                               ImmutableCallSite CS2) override;
-
-    /// pointsToConstantMemory - Chase pointers until we find a (constant
-    /// global) or not.
-    bool pointsToConstantMemory(const Location &Loc, bool OrLocal) override;
-
-    /// Get the location associated with a pointer argument of a callsite.
-    Location getArgLocation(ImmutableCallSite CS, unsigned ArgIdx,
-                            ModRefResult &Mask) override;
-
-    /// getModRefBehavior - Return the behavior when calling the given
-    /// call site.
-    ModRefBehavior getModRefBehavior(ImmutableCallSite CS) override;
-
-    /// getModRefBehavior - Return the behavior when calling the given function.
-    /// For use when the call site is not known.
-    ModRefBehavior getModRefBehavior(const Function *F) override;
-
-    /// getAdjustedAnalysisPointer - This method is used when a pass implements
-    /// an analysis interface through multiple inheritance.  If needed, it
-    /// should override this to adjust the this pointer as needed for the
-    /// specified pass info.
-    void *getAdjustedAnalysisPointer(const void *ID) override {
-      if (ID == &AliasAnalysis::ID)
-        return (AliasAnalysis*)this;
-      return this;
-    }
-
-  private:
-    // AliasCache - Track alias queries to guard against recursion.
-    typedef std::pair<Location, Location> LocPair;
-    typedef SmallDenseMap<LocPair, AliasResult, 8> AliasCacheTy;
-    AliasCacheTy AliasCache;
-
-    /// \brief Track phi nodes we have visited. When interpret "Value" pointer
-    /// equality as value equality we need to make sure that the "Value" is not
-    /// part of a cycle. Otherwise, two uses could come from different
-    /// "iterations" of a cycle and see different values for the same "Value"
-    /// pointer.
-    /// The following example shows the problem:
-    ///   %p = phi(%alloca1, %addr2)
-    ///   %l = load %ptr
-    ///   %addr1 = gep, %alloca2, 0, %l
-    ///   %addr2 = gep  %alloca2, 0, (%l + 1)
-    ///      alias(%p, %addr1) -> MayAlias !
-    ///   store %l, ...
-    SmallPtrSet<const BasicBlock*, 8> VisitedPhiBBs;
-
-    // Visited - Track instructions visited by pointsToConstantMemory.
-    SmallPtrSet<const Value*, 16> Visited;
-
-    /// \brief Check whether two Values can be considered equivalent.
-    ///
-    /// In addition to pointer equivalence of \p V1 and \p V2 this checks
-    /// whether they can not be part of a cycle in the value graph by looking at
-    /// all visited phi nodes an making sure that the phis cannot reach the
-    /// value. We have to do this because we are looking through phi nodes (That
-    /// is we say noalias(V, phi(VA, VB)) if noalias(V, VA) and noalias(V, VB).
-    bool isValueEqualInPotentialCycles(const Value *V1, const Value *V2);
-
-    /// \brief Dest and Src are the variable indices from two decomposed
-    /// GetElementPtr instructions GEP1 and GEP2 which have common base
-    /// pointers.  Subtract the GEP2 indices from GEP1 to find the symbolic
-    /// difference between the two pointers.
-    void GetIndexDifference(SmallVectorImpl<VariableGEPIndex> &Dest,
-                            const SmallVectorImpl<VariableGEPIndex> &Src);
-
-    // aliasGEP - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a GEP
-    // instruction against another.
-    AliasResult aliasGEP(const GEPOperator *V1, uint64_t V1Size,
-                         const AAMDNodes &V1AAInfo,
-                         const Value *V2, uint64_t V2Size,
-                         const AAMDNodes &V2AAInfo,
-                         const Value *UnderlyingV1, const Value *UnderlyingV2);
-
-    // aliasPHI - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a PHI
-    // instruction against another.
-    AliasResult aliasPHI(const PHINode *PN, uint64_t PNSize,
-                         const AAMDNodes &PNAAInfo,
-                         const Value *V2, uint64_t V2Size,
-                         const AAMDNodes &V2AAInfo);
-
-    /// aliasSelect - Disambiguate a Select instruction against another value.
-    AliasResult aliasSelect(const SelectInst *SI, uint64_t SISize,
-                            const AAMDNodes &SIAAInfo,
-                            const Value *V2, uint64_t V2Size,
-                            const AAMDNodes &V2AAInfo);
-
-    AliasResult aliasCheck(const Value *V1, uint64_t V1Size,
-                           AAMDNodes V1AATag,
-                           const Value *V2, uint64_t V2Size,
-                           AAMDNodes V2AATag);
-  };
-}  // End of anonymous namespace
-
-// Register this pass...
+// Register the pass...
 char BasicAliasAnalysis::ID = 0;
 INITIALIZE_AG_PASS_BEGIN(BasicAliasAnalysis, AliasAnalysis, "basicaa",
-                   "Basic Alias Analysis (stateless AA impl)",
-                   false, true, false)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AssumptionTracker)
-INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfo)
+                         "Basic Alias Analysis (stateless AA impl)", false,
+                         true, false)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AssumptionCacheTracker)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfoWrapperPass)
 INITIALIZE_AG_PASS_END(BasicAliasAnalysis, AliasAnalysis, "basicaa",
-                   "Basic Alias Analysis (stateless AA impl)",
-                   false, true, false)
-
+                       "Basic Alias Analysis (stateless AA impl)", false, true,
+                       false)
 
 ImmutablePass *llvm::createBasicAliasAnalysisPass() {
   return new BasicAliasAnalysis();
 }
 
-/// pointsToConstantMemory - Returns whether the given pointer value
-/// points to memory that is local to the function, with global constants being
-/// considered local to all functions.
-bool
-BasicAliasAnalysis::pointsToConstantMemory(const Location &Loc, bool OrLocal) {
+/// Returns whether the given pointer value points to memory that is local to
+/// the function, with global constants being considered local to all
+/// functions.
+bool BasicAliasAnalysis::pointsToConstantMemory(const MemoryLocation &Loc,
+                                                bool OrLocal) {
   assert(Visited.empty() && "Visited must be cleared after use!");
 
   unsigned MaxLookup = 8;
   SmallVector<const Value *, 16> Worklist;
   Worklist.push_back(Loc.Ptr);
   do {
-    const Value *V = GetUnderlyingObject(Worklist.pop_back_val(), DL);
-    if (!Visited.insert(V)) {
+    const Value *V = GetUnderlyingObject(Worklist.pop_back_val(), *DL);
+    if (!Visited.insert(V).second) {
       Visited.clear();
       return AliasAnalysis::pointsToConstantMemory(Loc, OrLocal);
     }
@@ -639,8 +471,8 @@ BasicAliasAnalysis::pointsToConstantMemory(const Location &Loc, bool OrLocal) {
         Visited.clear();
         return AliasAnalysis::pointsToConstantMemory(Loc, OrLocal);
       }
-      for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
-        Worklist.push_back(PN->getIncomingValue(i));
+      for (Value *IncValue : PN->incoming_values())
+        Worklist.push_back(IncValue);
       continue;
     }
 
@@ -654,6 +486,8 @@ BasicAliasAnalysis::pointsToConstantMemory(const Location &Loc, bool OrLocal) {
   return Worklist.empty();
 }
 
+// FIXME: This code is duplicated with MemoryLocation and should be hoisted to
+// some common utility location.
 static bool isMemsetPattern16(const Function *MS,
                               const TargetLibraryInfo &TLI) {
   if (TLI.has(LibFunc::memset_pattern16) &&
@@ -669,130 +503,87 @@ static bool isMemsetPattern16(const Function *MS,
   return false;
 }
 
-/// getModRefBehavior - Return the behavior when calling the given call site.
-AliasAnalysis::ModRefBehavior
+/// Returns the behavior when calling the given call site.
+FunctionModRefBehavior
 BasicAliasAnalysis::getModRefBehavior(ImmutableCallSite CS) {
   if (CS.doesNotAccessMemory())
     // Can't do better than this.
-    return DoesNotAccessMemory;
+    return FMRB_DoesNotAccessMemory;
 
-  ModRefBehavior Min = UnknownModRefBehavior;
+  FunctionModRefBehavior Min = FMRB_UnknownModRefBehavior;
 
   // If the callsite knows it only reads memory, don't return worse
   // than that.
   if (CS.onlyReadsMemory())
-    Min = OnlyReadsMemory;
+    Min = FMRB_OnlyReadsMemory;
+
+  if (CS.onlyAccessesArgMemory())
+    Min = FunctionModRefBehavior(Min & FMRB_OnlyAccessesArgumentPointees);
 
   // The AliasAnalysis base class has some smarts, lets use them.
-  return ModRefBehavior(AliasAnalysis::getModRefBehavior(CS) & Min);
+  return FunctionModRefBehavior(AliasAnalysis::getModRefBehavior(CS) & Min);
 }
 
-/// getModRefBehavior - Return the behavior when calling the given function.
-/// For use when the call site is not known.
-AliasAnalysis::ModRefBehavior
+/// Returns the behavior when calling the given function. For use when the call
+/// site is not known.
+FunctionModRefBehavior
 BasicAliasAnalysis::getModRefBehavior(const Function *F) {
   // If the function declares it doesn't access memory, we can't do better.
   if (F->doesNotAccessMemory())
-    return DoesNotAccessMemory;
+    return FMRB_DoesNotAccessMemory;
 
   // For intrinsics, we can check the table.
-  if (unsigned iid = F->getIntrinsicID()) {
+  if (Intrinsic::ID iid = F->getIntrinsicID()) {
 #define GET_INTRINSIC_MODREF_BEHAVIOR
 #include "llvm/IR/Intrinsics.gen"
 #undef GET_INTRINSIC_MODREF_BEHAVIOR
   }
 
-  ModRefBehavior Min = UnknownModRefBehavior;
+  FunctionModRefBehavior Min = FMRB_UnknownModRefBehavior;
 
   // If the function declares it only reads memory, go with that.
   if (F->onlyReadsMemory())
-    Min = OnlyReadsMemory;
+    Min = FMRB_OnlyReadsMemory;
 
-  const TargetLibraryInfo &TLI = getAnalysis<TargetLibraryInfo>();
+  if (F->onlyAccessesArgMemory())
+    Min = FunctionModRefBehavior(Min & FMRB_OnlyAccessesArgumentPointees);
+
+  const TargetLibraryInfo &TLI =
+      getAnalysis<TargetLibraryInfoWrapperPass>().getTLI();
   if (isMemsetPattern16(F, TLI))
-    Min = OnlyAccessesArgumentPointees;
+    Min = FMRB_OnlyAccessesArgumentPointees;
 
   // Otherwise be conservative.
-  return ModRefBehavior(AliasAnalysis::getModRefBehavior(F) & Min);
+  return FunctionModRefBehavior(AliasAnalysis::getModRefBehavior(F) & Min);
 }
 
-AliasAnalysis::Location
-BasicAliasAnalysis::getArgLocation(ImmutableCallSite CS, unsigned ArgIdx,
-                                   ModRefResult &Mask) {
-  Location Loc = AliasAnalysis::getArgLocation(CS, ArgIdx, Mask);
-  const TargetLibraryInfo &TLI = getAnalysis<TargetLibraryInfo>();
-  const IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(CS.getInstruction());
-  if (II != nullptr)
+ModRefInfo BasicAliasAnalysis::getArgModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
+                                                unsigned ArgIdx) {
+  if (const IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(CS.getInstruction()))
     switch (II->getIntrinsicID()) {
-    default: break;
+    default:
+      break;
     case Intrinsic::memset:
     case Intrinsic::memcpy:
-    case Intrinsic::memmove: {
+    case Intrinsic::memmove:
       assert((ArgIdx == 0 || ArgIdx == 1) &&
              "Invalid argument index for memory intrinsic");
-      if (ConstantInt *LenCI = dyn_cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(2)))
-        Loc.Size = LenCI->getZExtValue();
-      assert(Loc.Ptr == II->getArgOperand(ArgIdx) &&
-             "Memory intrinsic location pointer not argument?");
-      Mask = ArgIdx ? Ref : Mod;
-      break;
-    }
-    case Intrinsic::lifetime_start:
-    case Intrinsic::lifetime_end:
-    case Intrinsic::invariant_start: {
-      assert(ArgIdx == 1 && "Invalid argument index");
-      assert(Loc.Ptr == II->getArgOperand(ArgIdx) &&
-             "Intrinsic location pointer not argument?");
-      Loc.Size = cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(0))->getZExtValue();
-      break;
-    }
-    case Intrinsic::invariant_end: {
-      assert(ArgIdx == 2 && "Invalid argument index");
-      assert(Loc.Ptr == II->getArgOperand(ArgIdx) &&
-             "Intrinsic location pointer not argument?");
-      Loc.Size = cast<ConstantInt>(II->getArgOperand(1))->getZExtValue();
-      break;
-    }
-    case Intrinsic::arm_neon_vld1: {
-      assert(ArgIdx == 0 && "Invalid argument index");
-      assert(Loc.Ptr == II->getArgOperand(ArgIdx) &&
-             "Intrinsic location pointer not argument?");
-      // LLVM's vld1 and vst1 intrinsics currently only support a single
-      // vector register.
-      if (DL)
-        Loc.Size = DL->getTypeStoreSize(II->getType());
-      break;
-    }
-    case Intrinsic::arm_neon_vst1: {
-      assert(ArgIdx == 0 && "Invalid argument index");
-      assert(Loc.Ptr == II->getArgOperand(ArgIdx) &&
-             "Intrinsic location pointer not argument?");
-      if (DL)
-        Loc.Size = DL->getTypeStoreSize(II->getArgOperand(1)->getType());
-      break;
-    }
+      return ArgIdx ? MRI_Ref : MRI_Mod;
     }
 
   // We can bound the aliasing properties of memset_pattern16 just as we can
   // for memcpy/memset.  This is particularly important because the
   // LoopIdiomRecognizer likes to turn loops into calls to memset_pattern16
   // whenever possible.
-  else if (CS.getCalledFunction() &&
-           isMemsetPattern16(CS.getCalledFunction(), TLI)) {
+  if (CS.getCalledFunction() &&
+      isMemsetPattern16(CS.getCalledFunction(), *TLI)) {
     assert((ArgIdx == 0 || ArgIdx == 1) &&
            "Invalid argument index for memset_pattern16");
-    if (ArgIdx == 1)
-      Loc.Size = 16;
-    else if (const ConstantInt *LenCI =
-             dyn_cast<ConstantInt>(CS.getArgument(2)))
-      Loc.Size = LenCI->getZExtValue();
-    assert(Loc.Ptr == CS.getArgument(ArgIdx) &&
-           "memset_pattern16 location pointer not argument?");
-    Mask = ArgIdx ? Ref : Mod;
+    return ArgIdx ? MRI_Ref : MRI_Mod;
   }
   // FIXME: Handle memset_pattern4 and memset_pattern8 also.
 
-  return Loc;
+  return AliasAnalysis::getArgModRefInfo(CS, ArgIdx);
 }
 
 static bool isAssumeIntrinsic(ImmutableCallSite CS) {
@@ -803,17 +594,23 @@ static bool isAssumeIntrinsic(ImmutableCallSite CS) {
   return false;
 }
 
-/// getModRefInfo - Check to see if the specified callsite can clobber the
-/// specified memory object.  Since we only look at local properties of this
-/// function, we really can't say much about this query.  We do, however, use
-/// simple "address taken" analysis on local objects.
-AliasAnalysis::ModRefResult
-BasicAliasAnalysis::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
-                                  const Location &Loc) {
+bool BasicAliasAnalysis::doInitialization(Module &M) {
+  InitializeAliasAnalysis(this, &M.getDataLayout());
+  return true;
+}
+
+/// Checks to see if the specified callsite can clobber the specified memory
+/// object.
+///
+/// Since we only look at local properties of this function, we really can't
+/// say much about this query.  We do, however, use simple "address taken"
+/// analysis on local objects.
+ModRefInfo BasicAliasAnalysis::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
+                                             const MemoryLocation &Loc) {
   assert(notDifferentParent(CS.getInstruction(), Loc.Ptr) &&
          "AliasAnalysis query involving multiple functions!");
 
-  const Value *Object = GetUnderlyingObject(Loc.Ptr, DL);
+  const Value *Object = GetUnderlyingObject(Loc.Ptr, *DL);
 
   // If this is a tail call and Loc.Ptr points to a stack location, we know that
   // the tail call cannot access or modify the local stack.
@@ -823,7 +620,7 @@ BasicAliasAnalysis::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
   if (isa<AllocaInst>(Object))
     if (const CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(CS.getInstruction()))
       if (CI->isTailCall())
-        return NoModRef;
+        return MRI_NoModRef;
 
   // If the pointer is to a locally allocated object that does not escape,
   // then the call can not mod/ref the pointer unless the call takes the pointer
@@ -845,56 +642,162 @@ BasicAliasAnalysis::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
       // 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(Location(*CI), Location(Object))) {
+      if (!isNoAlias(MemoryLocation(*CI), MemoryLocation(Object))) {
         PassedAsArg = true;
         break;
       }
     }
 
     if (!PassedAsArg)
-      return NoModRef;
+      return MRI_NoModRef;
   }
 
   // While the assume intrinsic is marked as arbitrarily writing so that
   // proper control dependencies will be maintained, it never aliases any
   // particular memory location.
   if (isAssumeIntrinsic(CS))
-    return NoModRef;
+    return MRI_NoModRef;
 
   // The AliasAnalysis base class has some smarts, lets use them.
   return AliasAnalysis::getModRefInfo(CS, Loc);
 }
 
-AliasAnalysis::ModRefResult
-BasicAliasAnalysis::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS1,
-                                  ImmutableCallSite CS2) {
+ModRefInfo BasicAliasAnalysis::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS1,
+                                             ImmutableCallSite CS2) {
   // While the assume intrinsic is marked as arbitrarily writing so that
   // proper control dependencies will be maintained, it never aliases any
   // particular memory location.
   if (isAssumeIntrinsic(CS1) || isAssumeIntrinsic(CS2))
-    return NoModRef;
+    return MRI_NoModRef;
 
   // The AliasAnalysis base class has some smarts, lets use them.
   return AliasAnalysis::getModRefInfo(CS1, CS2);
 }
 
-/// aliasGEP - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a GEP instruction
-/// against another pointer.  We know that V1 is a GEP, but we don't know
-/// anything about V2.  UnderlyingV1 is GetUnderlyingObject(GEP1, DL),
-/// UnderlyingV2 is the same for V2.
+/// Provide ad-hoc rules to disambiguate accesses through two GEP operators,
+/// both having the exact same pointer operand.
+static AliasResult aliasSameBasePointerGEPs(const GEPOperator *GEP1,
+                                            uint64_t V1Size,
+                                            const GEPOperator *GEP2,
+                                            uint64_t V2Size,
+                                            const DataLayout &DL) {
+
+  assert(GEP1->getPointerOperand() == GEP2->getPointerOperand() &&
+         "Expected GEPs with the same pointer operand");
+
+  // Try to determine whether GEP1 and GEP2 index through arrays, into structs,
+  // such that the struct field accesses provably cannot alias.
+  // We also need at least two indices (the pointer, and the struct field).
+  if (GEP1->getNumIndices() != GEP2->getNumIndices() ||
+      GEP1->getNumIndices() < 2)
+    return MayAlias;
+
+  // If we don't know the size of the accesses through both GEPs, we can't
+  // determine whether the struct fields accessed can't alias.
+  if (V1Size == MemoryLocation::UnknownSize ||
+      V2Size == MemoryLocation::UnknownSize)
+    return MayAlias;
+
+  ConstantInt *C1 =
+      dyn_cast<ConstantInt>(GEP1->getOperand(GEP1->getNumOperands() - 1));
+  ConstantInt *C2 =
+      dyn_cast<ConstantInt>(GEP2->getOperand(GEP2->getNumOperands() - 1));
+
+  // If the last (struct) indices aren't constants, we can't say anything.
+  // If they're identical, the other indices might be also be dynamically
+  // equal, so the GEPs can alias.
+  if (!C1 || !C2 || C1 == C2)
+    return MayAlias;
+
+  // Find the last-indexed type of the GEP, i.e., the type you'd get if
+  // you stripped the last index.
+  // On the way, look at each indexed type.  If there's something other
+  // than an array, different indices can lead to different final types.
+  SmallVector<Value *, 8> IntermediateIndices;
+
+  // Insert the first index; we don't need to check the type indexed
+  // through it as it only drops the pointer indirection.
+  assert(GEP1->getNumIndices() > 1 && "Not enough GEP indices to examine");
+  IntermediateIndices.push_back(GEP1->getOperand(1));
+
+  // Insert all the remaining indices but the last one.
+  // Also, check that they all index through arrays.
+  for (unsigned i = 1, e = GEP1->getNumIndices() - 1; i != e; ++i) {
+    if (!isa<ArrayType>(GetElementPtrInst::getIndexedType(
+            GEP1->getSourceElementType(), IntermediateIndices)))
+      return MayAlias;
+    IntermediateIndices.push_back(GEP1->getOperand(i + 1));
+  }
+
+  StructType *LastIndexedStruct =
+      dyn_cast<StructType>(GetElementPtrInst::getIndexedType(
+          GEP1->getSourceElementType(), IntermediateIndices));
+
+  if (!LastIndexedStruct)
+    return MayAlias;
+
+  // We know that:
+  // - both GEPs begin indexing from the exact same pointer;
+  // - the last indices in both GEPs are constants, indexing into a struct;
+  // - said indices are different, hence, the pointed-to fields are different;
+  // - both GEPs only index through arrays prior to that.
+  //
+  // This lets us determine that the struct that GEP1 indexes into and the
+  // struct that GEP2 indexes into must either precisely overlap or be
+  // completely disjoint.  Because they cannot partially overlap, indexing into
+  // different non-overlapping fields of the struct will never alias.
+
+  // Therefore, the only remaining thing needed to show that both GEPs can't
+  // alias is that the fields are not overlapping.
+  const StructLayout *SL = DL.getStructLayout(LastIndexedStruct);
+  const uint64_t StructSize = SL->getSizeInBytes();
+  const uint64_t V1Off = SL->getElementOffset(C1->getZExtValue());
+  const uint64_t V2Off = SL->getElementOffset(C2->getZExtValue());
+
+  auto EltsDontOverlap = [StructSize](uint64_t V1Off, uint64_t V1Size,
+                                      uint64_t V2Off, uint64_t V2Size) {
+    return V1Off < V2Off && V1Off + V1Size <= V2Off &&
+           ((V2Off + V2Size <= StructSize) ||
+            (V2Off + V2Size - StructSize <= V1Off));
+  };
+
+  if (EltsDontOverlap(V1Off, V1Size, V2Off, V2Size) ||
+      EltsDontOverlap(V2Off, V2Size, V1Off, V1Size))
+    return NoAlias;
+
+  return MayAlias;
+}
+
+/// Provides a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a GEP instruction against
+/// another pointer.
 ///
-AliasAnalysis::AliasResult
-BasicAliasAnalysis::aliasGEP(const GEPOperator *GEP1, uint64_t V1Size,
-                             const AAMDNodes &V1AAInfo,
-                             const Value *V2, uint64_t V2Size,
-                             const AAMDNodes &V2AAInfo,
-                             const Value *UnderlyingV1,
-                             const Value *UnderlyingV2) {
+/// We know that V1 is a GEP, but we don't know anything about V2.
+/// UnderlyingV1 is GetUnderlyingObject(GEP1, DL), UnderlyingV2 is the same for
+/// V2.
+AliasResult BasicAliasAnalysis::aliasGEP(
+    const GEPOperator *GEP1, uint64_t V1Size, const AAMDNodes &V1AAInfo,
+    const Value *V2, uint64_t V2Size, const AAMDNodes &V2AAInfo,
+    const Value *UnderlyingV1, const Value *UnderlyingV2) {
   int64_t GEP1BaseOffset;
   bool GEP1MaxLookupReached;
   SmallVector<VariableGEPIndex, 4> GEP1VariableIndices;
 
-  AssumptionTracker *AT = &getAnalysis<AssumptionTracker>();
+  // We have to get two AssumptionCaches here because GEP1 and V2 may be from
+  // different functions.
+  // FIXME: This really doesn't make any sense. We get a dominator tree below
+  // that can only refer to a single function. But this function (aliasGEP) is
+  // a method on an immutable pass that can be called when there *isn't*
+  // a single function. The old pass management layer makes this "work", but
+  // this isn't really a clean solution.
+  AssumptionCacheTracker &ACT = getAnalysis<AssumptionCacheTracker>();
+  AssumptionCache *AC1 = nullptr, *AC2 = nullptr;
+  if (auto *GEP1I = dyn_cast<Instruction>(GEP1))
+    AC1 = &ACT.getAssumptionCache(
+        const_cast<Function &>(*GEP1I->getParent()->getParent()));
+  if (auto *I2 = dyn_cast<Instruction>(V2))
+    AC2 = &ACT.getAssumptionCache(
+        const_cast<Function &>(*I2->getParent()->getParent()));
+
   DominatorTreeWrapperPass *DTWP =
       getAnalysisIfAvailable<DominatorTreeWrapperPass>();
   DominatorTree *DT = DTWP ? &DTWP->getDomTree() : nullptr;
@@ -904,16 +807,16 @@ BasicAliasAnalysis::aliasGEP(const GEPOperator *GEP1, uint64_t V1Size,
   // derived pointer.
   if (const GEPOperator *GEP2 = dyn_cast<GEPOperator>(V2)) {
     // Do the base pointers alias?
-    AliasResult BaseAlias = aliasCheck(UnderlyingV1, UnknownSize, nullptr,
-                                       UnderlyingV2, UnknownSize, nullptr);
+    AliasResult BaseAlias =
+        aliasCheck(UnderlyingV1, MemoryLocation::UnknownSize, AAMDNodes(),
+                   UnderlyingV2, MemoryLocation::UnknownSize, AAMDNodes());
 
     // Check for geps of non-aliasing underlying pointers where the offsets are
     // identical.
     if ((BaseAlias == MayAlias) && V1Size == V2Size) {
       // Do the base pointers alias assuming type and size.
-      AliasResult PreciseBaseAlias = aliasCheck(UnderlyingV1, V1Size,
-                                                V1AAInfo, UnderlyingV2,
-                                                V2Size, V2AAInfo);
+      AliasResult PreciseBaseAlias = aliasCheck(UnderlyingV1, V1Size, V1AAInfo,
+                                                UnderlyingV2, V2Size, V2AAInfo);
       if (PreciseBaseAlias == NoAlias) {
         // See if the computed offset from the common pointer tells us about the
         // relation of the resulting pointer.
@@ -921,11 +824,11 @@ BasicAliasAnalysis::aliasGEP(const GEPOperator *GEP1, uint64_t V1Size,
         bool GEP2MaxLookupReached;
         SmallVector<VariableGEPIndex, 4> GEP2VariableIndices;
         const Value *GEP2BasePtr =
-          DecomposeGEPExpression(GEP2, GEP2BaseOffset, GEP2VariableIndices,
-                                 GEP2MaxLookupReached, DL, AT, DT);
+            DecomposeGEPExpression(GEP2, GEP2BaseOffset, GEP2VariableIndices,
+                                   GEP2MaxLookupReached, *DL, AC2, DT);
         const Value *GEP1BasePtr =
-          DecomposeGEPExpression(GEP1, GEP1BaseOffset, GEP1VariableIndices,
-                                 GEP1MaxLookupReached, DL, AT, DT);
+            DecomposeGEPExpression(GEP1, GEP1BaseOffset, GEP1VariableIndices,
+                                   GEP1MaxLookupReached, *DL, AC1, DT);
         // DecomposeGEPExpression and GetUnderlyingObject should return the
         // same result except when DecomposeGEPExpression has no DataLayout.
         if (GEP1BasePtr != UnderlyingV1 || GEP2BasePtr != UnderlyingV2) {
@@ -947,29 +850,40 @@ BasicAliasAnalysis::aliasGEP(const GEPOperator *GEP1, uint64_t V1Size,
 
     // If we get a No or May, then return it immediately, no amount of analysis
     // will improve this situation.
-    if (BaseAlias != MustAlias) return BaseAlias;
+    if (BaseAlias != MustAlias)
+      return BaseAlias;
 
     // Otherwise, we have a MustAlias.  Since the base pointers alias each other
     // exactly, see if the computed offset from the common pointer tells us
     // about the relation of the resulting pointer.
     const Value *GEP1BasePtr =
-      DecomposeGEPExpression(GEP1, GEP1BaseOffset, GEP1VariableIndices,
-                             GEP1MaxLookupReached, DL, AT, DT);
+        DecomposeGEPExpression(GEP1, GEP1BaseOffset, GEP1VariableIndices,
+                               GEP1MaxLookupReached, *DL, AC1, DT);
 
     int64_t GEP2BaseOffset;
     bool GEP2MaxLookupReached;
     SmallVector<VariableGEPIndex, 4> GEP2VariableIndices;
     const Value *GEP2BasePtr =
-      DecomposeGEPExpression(GEP2, GEP2BaseOffset, GEP2VariableIndices,
-                             GEP2MaxLookupReached, DL, AT, DT);
+        DecomposeGEPExpression(GEP2, GEP2BaseOffset, GEP2VariableIndices,
+                               GEP2MaxLookupReached, *DL, AC2, DT);
 
     // DecomposeGEPExpression and GetUnderlyingObject should return the
     // same result except when DecomposeGEPExpression has no DataLayout.
     if (GEP1BasePtr != UnderlyingV1 || GEP2BasePtr != UnderlyingV2) {
-      assert(!DL &&
-             "DecomposeGEPExpression and GetUnderlyingObject disagree!");
+      assert(!DL && "DecomposeGEPExpression and GetUnderlyingObject disagree!");
       return MayAlias;
     }
+
+    // If we know the two GEPs are based off of the exact same pointer (and not
+    // just the same underlying object), see if that tells us anything about
+    // the resulting pointers.
+    if (DL && GEP1->getPointerOperand() == GEP2->getPointerOperand()) {
+      AliasResult R = aliasSameBasePointerGEPs(GEP1, V1Size, GEP2, V2Size, *DL);
+      // If we couldn't find anything interesting, don't abandon just yet.
+      if (R != MayAlias)
+        return R;
+    }
+
     // If the max search depth is reached the result is undefined
     if (GEP2MaxLookupReached || GEP1MaxLookupReached)
       return MayAlias;
@@ -985,11 +899,12 @@ BasicAliasAnalysis::aliasGEP(const GEPOperator *GEP1, uint64_t V1Size,
     // pointer, we know they cannot alias.
 
     // If both accesses are unknown size, we can't do anything useful here.
-    if (V1Size == UnknownSize && V2Size == UnknownSize)
+    if (V1Size == MemoryLocation::UnknownSize &&
+        V2Size == MemoryLocation::UnknownSize)
       return MayAlias;
 
-    AliasResult R = aliasCheck(UnderlyingV1, UnknownSize, nullptr,
-                               V2, V2Size, V2AAInfo);
+    AliasResult R = aliasCheck(UnderlyingV1, MemoryLocation::UnknownSize,
+                               AAMDNodes(), V2, V2Size, V2AAInfo);
     if (R != MustAlias)
       // If V2 may alias GEP base pointer, conservatively returns MayAlias.
       // If V2 is known not to alias GEP base pointer, then the two values
@@ -999,14 +914,13 @@ BasicAliasAnalysis::aliasGEP(const GEPOperator *GEP1, uint64_t V1Size,
       return R;
 
     const Value *GEP1BasePtr =
-      DecomposeGEPExpression(GEP1, GEP1BaseOffset, GEP1VariableIndices,
-                             GEP1MaxLookupReached, DL, AT, DT);
+        DecomposeGEPExpression(GEP1, GEP1BaseOffset, GEP1VariableIndices,
+                               GEP1MaxLookupReached, *DL, AC1, DT);
 
     // DecomposeGEPExpression and GetUnderlyingObject should return the
     // same result except when DecomposeGEPExpression has no DataLayout.
     if (GEP1BasePtr != UnderlyingV1) {
-      assert(!DL &&
-             "DecomposeGEPExpression and GetUnderlyingObject disagree!");
+      assert(!DL && "DecomposeGEPExpression and GetUnderlyingObject disagree!");
       return MayAlias;
     }
     // If the max search depth is reached the result is undefined
@@ -1029,7 +943,7 @@ BasicAliasAnalysis::aliasGEP(const GEPOperator *GEP1, uint64_t V1Size,
   // greater, we know they do not overlap.
   if (GEP1BaseOffset != 0 && GEP1VariableIndices.empty()) {
     if (GEP1BaseOffset >= 0) {
-      if (V2Size != UnknownSize) {
+      if (V2Size != MemoryLocation::UnknownSize) {
         if ((uint64_t)GEP1BaseOffset < V2Size)
           return PartialAlias;
         return NoAlias;
@@ -1043,7 +957,8 @@ BasicAliasAnalysis::aliasGEP(const GEPOperator *GEP1, uint64_t V1Size,
       // GEP1             V2
       // We need to know that V2Size is not unknown, otherwise we might have
       // stripped a gep with negative index ('gep <ptr>, -1, ...).
-      if (V1Size != UnknownSize && V2Size != UnknownSize) {
+      if (V1Size != MemoryLocation::UnknownSize &&
+          V2Size != MemoryLocation::UnknownSize) {
         if (-(uint64_t)GEP1BaseOffset < V1Size)
           return PartialAlias;
         return NoAlias;
@@ -1051,20 +966,57 @@ BasicAliasAnalysis::aliasGEP(const GEPOperator *GEP1, uint64_t V1Size,
     }
   }
 
-  // Try to distinguish something like &A[i][1] against &A[42][0].
-  // Grab the least significant bit set in any of the scales.
   if (!GEP1VariableIndices.empty()) {
     uint64_t Modulo = 0;
-    for (unsigned i = 0, e = GEP1VariableIndices.size(); i != e; ++i)
+    bool AllPositive = true;
+    for (unsigned i = 0, e = GEP1VariableIndices.size(); i != e; ++i) {
+
+      // Try to distinguish something like &A[i][1] against &A[42][0].
+      // Grab the least significant bit set in any of the scales. We
+      // don't need std::abs here (even if the scale's negative) as we'll
+      // be ^'ing Modulo with itself later.
       Modulo |= (uint64_t)GEP1VariableIndices[i].Scale;
+
+      if (AllPositive) {
+        // If the Value could change between cycles, then any reasoning about
+        // the Value this cycle may not hold in the next cycle. We'll just
+        // give up if we can't determine conditions that hold for every cycle:
+        const Value *V = GEP1VariableIndices[i].V;
+
+        bool SignKnownZero, SignKnownOne;
+        ComputeSignBit(const_cast<Value *>(V), SignKnownZero, SignKnownOne, *DL,
+                       0, AC1, nullptr, DT);
+
+        // Zero-extension widens the variable, and so forces the sign
+        // bit to zero.
+        bool IsZExt = GEP1VariableIndices[i].Extension == EK_ZeroExt;
+        SignKnownZero |= IsZExt;
+        SignKnownOne &= !IsZExt;
+
+        // If the variable begins with a zero then we know it's
+        // positive, regardless of whether the value is signed or
+        // unsigned.
+        int64_t Scale = GEP1VariableIndices[i].Scale;
+        AllPositive =
+            (SignKnownZero && Scale >= 0) || (SignKnownOne && Scale < 0);
+      }
+    }
+
     Modulo = Modulo ^ (Modulo & (Modulo - 1));
 
     // We can compute the difference between the two addresses
     // mod Modulo. Check whether that difference guarantees that the
     // two locations do not alias.
     uint64_t ModOffset = (uint64_t)GEP1BaseOffset & (Modulo - 1);
-    if (V1Size != UnknownSize && V2Size != UnknownSize &&
-        ModOffset >= V2Size && V1Size <= Modulo - ModOffset)
+    if (V1Size != MemoryLocation::UnknownSize &&
+        V2Size != MemoryLocation::UnknownSize && ModOffset >= V2Size &&
+        V1Size <= Modulo - ModOffset)
+      return NoAlias;
+
+    // If we know all the variables are positive, then GEP1 >= GEP1BasePtr.
+    // If GEP1BasePtr > V2 (GEP1BaseOffset > 0) then we know the pointers
+    // don't alias if V2Size can fit in the gap between V2 and GEP1BasePtr.
+    if (AllPositive && GEP1BaseOffset > 0 && V2Size <= (uint64_t)GEP1BaseOffset)
       return NoAlias;
   }
 
@@ -1078,60 +1030,57 @@ BasicAliasAnalysis::aliasGEP(const GEPOperator *GEP1, uint64_t V1Size,
   return PartialAlias;
 }
 
-static AliasAnalysis::AliasResult
-MergeAliasResults(AliasAnalysis::AliasResult A, AliasAnalysis::AliasResult B) {
+static AliasResult MergeAliasResults(AliasResult A, AliasResult B) {
   // If the results agree, take it.
   if (A == B)
     return A;
   // A mix of PartialAlias and MustAlias is PartialAlias.
-  if ((A == AliasAnalysis::PartialAlias && B == AliasAnalysis::MustAlias) ||
-      (B == AliasAnalysis::PartialAlias && A == AliasAnalysis::MustAlias))
-    return AliasAnalysis::PartialAlias;
+  if ((A == PartialAlias && B == MustAlias) ||
+      (B == PartialAlias && A == MustAlias))
+    return PartialAlias;
   // Otherwise, we don't know anything.
-  return AliasAnalysis::MayAlias;
+  return MayAlias;
 }
 
-/// aliasSelect - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a Select
-/// instruction against another.
-AliasAnalysis::AliasResult
-BasicAliasAnalysis::aliasSelect(const SelectInst *SI, uint64_t SISize,
-                                const AAMDNodes &SIAAInfo,
-                                const Value *V2, uint64_t V2Size,
-                                const AAMDNodes &V2AAInfo) {
+/// Provides a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a Select instruction
+/// against another.
+AliasResult BasicAliasAnalysis::aliasSelect(const SelectInst *SI,
+                                            uint64_t SISize,
+                                            const AAMDNodes &SIAAInfo,
+                                            const Value *V2, uint64_t V2Size,
+                                            const AAMDNodes &V2AAInfo) {
   // If the values are Selects with the same condition, we can do a more precise
   // check: just check for aliases between the values on corresponding arms.
   if (const SelectInst *SI2 = dyn_cast<SelectInst>(V2))
     if (SI->getCondition() == SI2->getCondition()) {
-      AliasResult Alias =
-        aliasCheck(SI->getTrueValue(), SISize, SIAAInfo,
-                   SI2->getTrueValue(), V2Size, V2AAInfo);
+      AliasResult Alias = aliasCheck(SI->getTrueValue(), SISize, SIAAInfo,
+                                     SI2->getTrueValue(), V2Size, V2AAInfo);
       if (Alias == MayAlias)
         return MayAlias;
       AliasResult ThisAlias =
-        aliasCheck(SI->getFalseValue(), SISize, SIAAInfo,
-                   SI2->getFalseValue(), V2Size, V2AAInfo);
+          aliasCheck(SI->getFalseValue(), SISize, SIAAInfo,
+                     SI2->getFalseValue(), V2Size, V2AAInfo);
       return MergeAliasResults(ThisAlias, Alias);
     }
 
   // If both arms of the Select node NoAlias or MustAlias V2, then returns
   // NoAlias / MustAlias. Otherwise, returns MayAlias.
   AliasResult Alias =
-    aliasCheck(V2, V2Size, V2AAInfo, SI->getTrueValue(), SISize, SIAAInfo);
+      aliasCheck(V2, V2Size, V2AAInfo, SI->getTrueValue(), SISize, SIAAInfo);
   if (Alias == MayAlias)
     return MayAlias;
 
   AliasResult ThisAlias =
-    aliasCheck(V2, V2Size, V2AAInfo, SI->getFalseValue(), SISize, SIAAInfo);
+      aliasCheck(V2, V2Size, V2AAInfo, SI->getFalseValue(), SISize, SIAAInfo);
   return MergeAliasResults(ThisAlias, Alias);
 }
 
-// aliasPHI - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a PHI instruction
-// against another.
-AliasAnalysis::AliasResult
-BasicAliasAnalysis::aliasPHI(const PHINode *PN, uint64_t PNSize,
-                             const AAMDNodes &PNAAInfo,
-                             const Value *V2, uint64_t V2Size,
-                             const AAMDNodes &V2AAInfo) {
+/// Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a PHI instruction against
+/// another.
+AliasResult BasicAliasAnalysis::aliasPHI(const PHINode *PN, uint64_t PNSize,
+                                         const AAMDNodes &PNAAInfo,
+                                         const Value *V2, uint64_t V2Size,
+                                         const AAMDNodes &V2AAInfo) {
   // Track phi nodes we have visited. We use this information when we determine
   // value equivalence.
   VisitedPhiBBs.insert(PN->getParent());
@@ -1141,8 +1090,8 @@ BasicAliasAnalysis::aliasPHI(const PHINode *PN, uint64_t PNSize,
   // on corresponding edges.
   if (const PHINode *PN2 = dyn_cast<PHINode>(V2))
     if (PN2->getParent() == PN->getParent()) {
-      LocPair Locs(Location(PN, PNSize, PNAAInfo),
-                   Location(V2, V2Size, V2AAInfo));
+      LocPair Locs(MemoryLocation(PN, PNSize, PNAAInfo),
+                   MemoryLocation(V2, V2Size, V2AAInfo));
       if (PN > V2)
         std::swap(Locs.first, Locs.second);
       // Analyse the PHIs' inputs under the assumption that the PHIs are
@@ -1160,9 +1109,9 @@ BasicAliasAnalysis::aliasPHI(const PHINode *PN, uint64_t PNSize,
 
       for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
         AliasResult ThisAlias =
-          aliasCheck(PN->getIncomingValue(i), PNSize, PNAAInfo,
-                     PN2->getIncomingValueForBlock(PN->getIncomingBlock(i)),
-                     V2Size, V2AAInfo);
+            aliasCheck(PN->getIncomingValue(i), PNSize, PNAAInfo,
+                       PN2->getIncomingValueForBlock(PN->getIncomingBlock(i)),
+                       V2Size, V2AAInfo);
         Alias = MergeAliasResults(ThisAlias, Alias);
         if (Alias == MayAlias)
           break;
@@ -1175,22 +1124,43 @@ BasicAliasAnalysis::aliasPHI(const PHINode *PN, uint64_t PNSize,
       return Alias;
     }
 
-  SmallPtrSet<Value*, 4> UniqueSrc;
-  SmallVector<Value*, 4> V1Srcs;
-  for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
-    Value *PV1 = PN->getIncomingValue(i);
+  SmallPtrSet<Value *, 4> UniqueSrc;
+  SmallVector<Value *, 4> V1Srcs;
+  bool isRecursive = false;
+  for (Value *PV1 : PN->incoming_values()) {
     if (isa<PHINode>(PV1))
       // If any of the source itself is a PHI, return MayAlias conservatively
       // to avoid compile time explosion. The worst possible case is if both
       // sides are PHI nodes. In which case, this is O(m x n) time where 'm'
       // and 'n' are the number of PHI sources.
       return MayAlias;
-    if (UniqueSrc.insert(PV1))
+
+    if (EnableRecPhiAnalysis)
+      if (GEPOperator *PV1GEP = dyn_cast<GEPOperator>(PV1)) {
+        // Check whether the incoming value is a GEP that advances the pointer
+        // result of this PHI node (e.g. in a loop). If this is the case, we
+        // would recurse and always get a MayAlias. Handle this case specially
+        // below.
+        if (PV1GEP->getPointerOperand() == PN && PV1GEP->getNumIndices() == 1 &&
+            isa<ConstantInt>(PV1GEP->idx_begin())) {
+          isRecursive = true;
+          continue;
+        }
+      }
+
+    if (UniqueSrc.insert(PV1).second)
       V1Srcs.push_back(PV1);
   }
 
-  AliasResult Alias = aliasCheck(V2, V2Size, V2AAInfo,
-                                 V1Srcs[0], PNSize, PNAAInfo);
+  // If this PHI node is recursive, set the size of the accessed memory to
+  // unknown to represent all the possible values the GEP could advance the
+  // pointer to.
+  if (isRecursive)
+    PNSize = MemoryLocation::UnknownSize;
+
+  AliasResult Alias =
+      aliasCheck(V2, V2Size, V2AAInfo, V1Srcs[0], PNSize, PNAAInfo);
+
   // Early exit if the check of the first PHI source against V2 is MayAlias.
   // Other results are not possible.
   if (Alias == MayAlias)
@@ -1201,8 +1171,8 @@ BasicAliasAnalysis::aliasPHI(const PHINode *PN, uint64_t PNSize,
   for (unsigned i = 1, e = V1Srcs.size(); i != e; ++i) {
     Value *V = V1Srcs[i];
 
-    AliasResult ThisAlias = aliasCheck(V2, V2Size, V2AAInfo,
-                                       V, PNSize, PNAAInfo);
+    AliasResult ThisAlias =
+        aliasCheck(V2, V2Size, V2AAInfo, V, PNSize, PNAAInfo);
     Alias = MergeAliasResults(ThisAlias, Alias);
     if (Alias == MayAlias)
       break;
@@ -1211,14 +1181,12 @@ BasicAliasAnalysis::aliasPHI(const PHINode *PN, uint64_t PNSize,
   return Alias;
 }
 
-// aliasCheck - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate in common cases,
-// such as array references.
-//
-AliasAnalysis::AliasResult
-BasicAliasAnalysis::aliasCheck(const Value *V1, uint64_t V1Size,
-                               AAMDNodes V1AAInfo,
-                               const Value *V2, uint64_t V2Size,
-                               AAMDNodes V2AAInfo) {
+/// Provideis a bunch of ad-hoc rules to disambiguate in common cases, such as
+/// array references.
+AliasResult BasicAliasAnalysis::aliasCheck(const Value *V1, uint64_t V1Size,
+                                           AAMDNodes V1AAInfo, const Value *V2,
+                                           uint64_t V2Size,
+                                           AAMDNodes V2AAInfo) {
   // If either of the memory references is empty, it doesn't matter what the
   // pointer values are.
   if (V1Size == 0 || V2Size == 0)
@@ -1228,6 +1196,11 @@ BasicAliasAnalysis::aliasCheck(const Value *V1, uint64_t V1Size,
   V1 = V1->stripPointerCasts();
   V2 = V2->stripPointerCasts();
 
+  // If V1 or V2 is undef, the result is NoAlias because we can always pick a
+  // value for undef that aliases nothing in the program.
+  if (isa<UndefValue>(V1) || isa<UndefValue>(V2))
+    return NoAlias;
+
   // Are we checking for alias of the same value?
   // Because we look 'through' phi nodes we could look at "Value" pointers from
   // different iterations. We must therefore make sure that this is not the
@@ -1238,11 +1211,11 @@ BasicAliasAnalysis::aliasCheck(const Value *V1, uint64_t V1Size,
     return MustAlias;
 
   if (!V1->getType()->isPointerTy() || !V2->getType()->isPointerTy())
-    return NoAlias;  // Scalars cannot alias each other
+    return NoAlias; // Scalars cannot alias each other
 
   // Figure out what objects these things are pointing to if we can.
-  const Value *O1 = GetUnderlyingObject(V1, DL, MaxLookupSearchDepth);
-  const Value *O2 = GetUnderlyingObject(V2, DL, MaxLookupSearchDepth);
+  const Value *O1 = GetUnderlyingObject(V1, *DL, MaxLookupSearchDepth);
+  const Value *O2 = GetUnderlyingObject(V2, *DL, MaxLookupSearchDepth);
 
   // Null values in the default address space don't point to any object, so they
   // don't alias any other pointer.
@@ -1292,18 +1265,20 @@ BasicAliasAnalysis::aliasCheck(const Value *V1, uint64_t V1Size,
   // If the size of one access is larger than the entire object on the other
   // side, then we know such behavior is undefined and can assume no alias.
   if (DL)
-    if ((V1Size != UnknownSize && isObjectSmallerThan(O2, V1Size, *DL, *TLI)) ||
-        (V2Size != UnknownSize && isObjectSmallerThan(O1, V2Size, *DL, *TLI)))
+    if ((V1Size != MemoryLocation::UnknownSize &&
+         isObjectSmallerThan(O2, V1Size, *DL, *TLI)) ||
+        (V2Size != MemoryLocation::UnknownSize &&
+         isObjectSmallerThan(O1, V2Size, *DL, *TLI)))
       return NoAlias;
 
   // Check the cache before climbing up use-def chains. This also terminates
   // otherwise infinitely recursive queries.
-  LocPair Locs(Location(V1, V1Size, V1AAInfo),
-               Location(V2, V2Size, V2AAInfo));
+  LocPair Locs(MemoryLocation(V1, V1Size, V1AAInfo),
+               MemoryLocation(V2, V2Size, V2AAInfo));
   if (V1 > V2)
     std::swap(Locs.first, Locs.second);
   std::pair<AliasCacheTy::iterator, bool> Pair =
-    AliasCache.insert(std::make_pair(Locs, MayAlias));
+      AliasCache.insert(std::make_pair(Locs, MayAlias));
   if (!Pair.second)
     return Pair.first->second;
 
@@ -1316,8 +1291,10 @@ BasicAliasAnalysis::aliasCheck(const Value *V1, uint64_t V1Size,
     std::swap(V1AAInfo, V2AAInfo);
   }
   if (const GEPOperator *GV1 = dyn_cast<GEPOperator>(V1)) {
-    AliasResult Result = aliasGEP(GV1, V1Size, V1AAInfo, V2, V2Size, V2AAInfo, O1, O2);
-    if (Result != MayAlias) return AliasCache[Locs] = Result;
+    AliasResult Result =
+        aliasGEP(GV1, V1Size, V1AAInfo, V2, V2Size, V2AAInfo, O1, O2);
+    if (Result != MayAlias)
+      return AliasCache[Locs] = Result;
   }
 
   if (isa<PHINode>(V2) && !isa<PHINode>(V1)) {
@@ -1326,9 +1303,9 @@ BasicAliasAnalysis::aliasCheck(const Value *V1, uint64_t V1Size,
     std::swap(V1AAInfo, V2AAInfo);
   }
   if (const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(V1)) {
-    AliasResult Result = aliasPHI(PN, V1Size, V1AAInfo,
-                                  V2, V2Size, V2AAInfo);
-    if (Result != MayAlias) return AliasCache[Locs] = Result;
+    AliasResult Result = aliasPHI(PN, V1Size, V1AAInfo, V2, V2Size, V2AAInfo);
+    if (Result != MayAlias)
+      return AliasCache[Locs] = Result;
   }
 
   if (isa<SelectInst>(V2) && !isa<SelectInst>(V1)) {
@@ -1337,25 +1314,35 @@ BasicAliasAnalysis::aliasCheck(const Value *V1, uint64_t V1Size,
     std::swap(V1AAInfo, V2AAInfo);
   }
   if (const SelectInst *S1 = dyn_cast<SelectInst>(V1)) {
-    AliasResult Result = aliasSelect(S1, V1Size, V1AAInfo,
-                                     V2, V2Size, V2AAInfo);
-    if (Result != MayAlias) return AliasCache[Locs] = Result;
+    AliasResult Result =
+        aliasSelect(S1, V1Size, V1AAInfo, V2, V2Size, V2AAInfo);
+    if (Result != MayAlias)
+      return AliasCache[Locs] = Result;
   }
 
   // If both pointers are pointing into the same object and one of them
   // accesses is accessing the entire object, then the accesses must
   // overlap in some way.
   if (DL && O1 == O2)
-    if ((V1Size != UnknownSize && isObjectSize(O1, V1Size, *DL, *TLI)) ||
-        (V2Size != UnknownSize && isObjectSize(O2, V2Size, *DL, *TLI)))
+    if ((V1Size != MemoryLocation::UnknownSize &&
+         isObjectSize(O1, V1Size, *DL, *TLI)) ||
+        (V2Size != MemoryLocation::UnknownSize &&
+         isObjectSize(O2, V2Size, *DL, *TLI)))
       return AliasCache[Locs] = PartialAlias;
 
   AliasResult Result =
-    AliasAnalysis::alias(Location(V1, V1Size, V1AAInfo),
-                         Location(V2, V2Size, V2AAInfo));
+      AliasAnalysis::alias(MemoryLocation(V1, V1Size, V1AAInfo),
+                           MemoryLocation(V2, V2Size, V2AAInfo));
   return AliasCache[Locs] = Result;
 }
 
+/// Check whether two Values can be considered equivalent.
+///
+/// In addition to pointer equivalence of \p V1 and \p V2 this checks whether
+/// they can not be part of a cycle in the value graph by looking at all
+/// visited phi nodes an making sure that the phis cannot reach the value. We
+/// have to do this because we are looking through phi nodes (That is we say
+/// noalias(V, phi(VA, VB)) if noalias(V, VA) and noalias(V, VB).
 bool BasicAliasAnalysis::isValueEqualInPotentialCycles(const Value *V,
                                                        const Value *V2) {
   if (V != V2)
@@ -1365,6 +1352,9 @@ bool BasicAliasAnalysis::isValueEqualInPotentialCycles(const Value *V,
   if (!Inst)
     return true;
 
+  if (VisitedPhiBBs.empty())
+    return true;
+
   if (VisitedPhiBBs.size() > MaxNumPhiBBsValueReachabilityCheck)
     return false;
 
@@ -1372,7 +1362,8 @@ bool BasicAliasAnalysis::isValueEqualInPotentialCycles(const Value *V,
   DominatorTreeWrapperPass *DTWP =
       getAnalysisIfAvailable<DominatorTreeWrapperPass>();
   DominatorTree *DT = DTWP ? &DTWP->getDomTree() : nullptr;
-  LoopInfo *LI = getAnalysisIfAvailable<LoopInfo>();
+  auto *LIWP = getAnalysisIfAvailable<LoopInfoWrapperPass>();
+  LoopInfo *LI = LIWP ? &LIWP->getLoopInfo() : nullptr;
 
   // Make sure that the visited phis cannot reach the Value. This ensures that
   // the Values cannot come from different iterations of a potential cycle the
@@ -1384,10 +1375,10 @@ bool BasicAliasAnalysis::isValueEqualInPotentialCycles(const Value *V,
   return true;
 }
 
-/// GetIndexDifference - Dest and Src are the variable indices from two
-/// decomposed GetElementPtr instructions GEP1 and GEP2 which have common base
-/// pointers.  Subtract the GEP2 indices from GEP1 to find the symbolic
-/// difference between the two pointers.
+/// Computes the symbolic difference between two de-composed GEPs.
+///
+/// Dest and Src are the variable indices from two decomposed GetElementPtr
+/// instructions GEP1 and GEP2 which have common base pointers.
 void BasicAliasAnalysis::GetIndexDifference(
     SmallVectorImpl<VariableGEPIndex> &Dest,
     const SmallVectorImpl<VariableGEPIndex> &Src) {
@@ -1418,7 +1409,7 @@ void BasicAliasAnalysis::GetIndexDifference(
 
     // If we didn't consume this entry, add it to the end of the Dest list.
     if (Scale) {
-      VariableGEPIndex Entry = { V, Extension, -Scale };
+      VariableGEPIndex Entry = {V, Extension, -Scale};
       Dest.push_back(Entry);
     }
   }