Use std::is_sorted instead of manual loops. NFC
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / ScalarEvolutionAliasAnalysis.cpp
index 924e2dcd5edd73cb5364928b218edbc3c8f4c899..2e50c80c4e731bb1ea3ff9ca3ab0da7cf3bdaea5 100644 (file)
 // This file defines the ScalarEvolutionAliasAnalysis pass, which implements a
 // simple alias analysis implemented in terms of ScalarEvolution queries.
 //
+// This differs from traditional loop dependence analysis in that it tests
+// for dependencies within a single iteration of a loop, rather than
+// dependencies between different iterations.
+//
 // ScalarEvolution has a more complete understanding of pointer arithmetic
 // than BasicAliasAnalysis' collection of ad-hoc analyses.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
-#include "llvm/Analysis/ScalarEvolutionExpressions.h"
-#include "llvm/Analysis/Passes.h"
-#include "llvm/Pass.h"
+#include "llvm/Analysis/ScalarEvolutionAliasAnalysis.h"
+#include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"
 using namespace llvm;
 
-namespace {
-  /// ScalarEvolutionAliasAnalysis - This is a simple alias analysis
-  /// implementation that uses ScalarEvolution to answer queries.
-  class ScalarEvolutionAliasAnalysis : public FunctionPass,
-                                       public AliasAnalysis {
-    ScalarEvolution *SE;
-
-  public:
-    static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
-    ScalarEvolutionAliasAnalysis() : FunctionPass(&ID), SE(0) {}
-
-  private:
-    virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
-    virtual bool runOnFunction(Function &F);
-    virtual AliasResult alias(const Value *V1, unsigned V1Size,
-                              const Value *V2, unsigned V2Size);
-
-    Value *GetUnderlyingIdentifiedObject(const SCEV *S);
-  };
-}  // End of anonymous namespace
-
-// Register this pass...
-char ScalarEvolutionAliasAnalysis::ID = 0;
-static RegisterPass<ScalarEvolutionAliasAnalysis>
-X("scev-aa", "ScalarEvolution-based Alias Analysis", false, true);
-
-// Declare that we implement the AliasAnalysis interface
-static RegisterAnalysisGroup<AliasAnalysis> Y(X);
-
-FunctionPass *llvm::createScalarEvolutionAliasAnalysisPass() {
-  return new ScalarEvolutionAliasAnalysis();
-}
+AliasResult SCEVAAResult::alias(const MemoryLocation &LocA,
+                                const MemoryLocation &LocB) {
+  // If either of the memory references is empty, it doesn't matter what the
+  // pointer values are. This allows the code below to ignore this special
+  // case.
+  if (LocA.Size == 0 || LocB.Size == 0)
+    return NoAlias;
 
-void
-ScalarEvolutionAliasAnalysis::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-  AU.addRequiredTransitive<ScalarEvolution>();
-  AU.setPreservesAll();
-  AliasAnalysis::getAnalysisUsage(AU);
-}
+  // This is SCEVAAResult. Get the SCEVs!
+  const SCEV *AS = SE.getSCEV(const_cast<Value *>(LocA.Ptr));
+  const SCEV *BS = SE.getSCEV(const_cast<Value *>(LocB.Ptr));
 
-bool
-ScalarEvolutionAliasAnalysis::runOnFunction(Function &F) {
-  InitializeAliasAnalysis(this);
-  SE = &getAnalysis<ScalarEvolution>();
-  return false;
+  // If they evaluate to the same expression, it's a MustAlias.
+  if (AS == BS)
+    return MustAlias;
+
+  // If something is known about the difference between the two addresses,
+  // see if it's enough to prove a NoAlias.
+  if (SE.getEffectiveSCEVType(AS->getType()) ==
+      SE.getEffectiveSCEVType(BS->getType())) {
+    unsigned BitWidth = SE.getTypeSizeInBits(AS->getType());
+    APInt ASizeInt(BitWidth, LocA.Size);
+    APInt BSizeInt(BitWidth, LocB.Size);
+
+    // Compute the difference between the two pointers.
+    const SCEV *BA = SE.getMinusSCEV(BS, AS);
+
+    // Test whether the difference is known to be great enough that memory of
+    // the given sizes don't overlap. This assumes that ASizeInt and BSizeInt
+    // are non-zero, which is special-cased above.
+    if (ASizeInt.ule(SE.getUnsignedRange(BA).getUnsignedMin()) &&
+        (-BSizeInt).uge(SE.getUnsignedRange(BA).getUnsignedMax()))
+      return NoAlias;
+
+    // Folding the subtraction while preserving range information can be tricky
+    // (because of INT_MIN, etc.); if the prior test failed, swap AS and BS
+    // and try again to see if things fold better that way.
+
+    // Compute the difference between the two pointers.
+    const SCEV *AB = SE.getMinusSCEV(AS, BS);
+
+    // Test whether the difference is known to be great enough that memory of
+    // the given sizes don't overlap. This assumes that ASizeInt and BSizeInt
+    // are non-zero, which is special-cased above.
+    if (BSizeInt.ule(SE.getUnsignedRange(AB).getUnsignedMin()) &&
+        (-ASizeInt).uge(SE.getUnsignedRange(AB).getUnsignedMax()))
+      return NoAlias;
+  }
+
+  // If ScalarEvolution can find an underlying object, form a new query.
+  // The correctness of this depends on ScalarEvolution not recognizing
+  // inttoptr and ptrtoint operators.
+  Value *AO = GetBaseValue(AS);
+  Value *BO = GetBaseValue(BS);
+  if ((AO && AO != LocA.Ptr) || (BO && BO != LocB.Ptr))
+    if (alias(MemoryLocation(AO ? AO : LocA.Ptr,
+                             AO ? +MemoryLocation::UnknownSize : LocA.Size,
+                             AO ? AAMDNodes() : LocA.AATags),
+              MemoryLocation(BO ? BO : LocB.Ptr,
+                             BO ? +MemoryLocation::UnknownSize : LocB.Size,
+                             BO ? AAMDNodes() : LocB.AATags)) == NoAlias)
+      return NoAlias;
+
+  // Forward the query to the next analysis.
+  return AAResultBase::alias(LocA, LocB);
 }
 
-/// GetUnderlyingIdentifiedObject - Given an expression, try to find an
-/// "identified object" (see AliasAnalysis::isIdentifiedObject) base
-/// value. Return null is none was found.
-Value *
-ScalarEvolutionAliasAnalysis::GetUnderlyingIdentifiedObject(const SCEV *S) {
+/// Given an expression, try to find a base value.
+///
+/// Returns null if none was found.
+Value *SCEVAAResult::GetBaseValue(const SCEV *S) {
   if (const SCEVAddRecExpr *AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(S)) {
     // In an addrec, assume that the base will be in the start, rather
     // than the step.
-    return GetUnderlyingIdentifiedObject(AR->getStart());
+    return GetBaseValue(AR->getStart());
   } else if (const SCEVAddExpr *A = dyn_cast<SCEVAddExpr>(S)) {
     // If there's a pointer operand, it'll be sorted at the end of the list.
-    const SCEV *Last = A->getOperand(A->getNumOperands()-1);
-    if (isa<PointerType>(Last->getType()))
-      return GetUnderlyingIdentifiedObject(Last);
+    const SCEV *Last = A->getOperand(A->getNumOperands() - 1);
+    if (Last->getType()->isPointerTy())
+      return GetBaseValue(Last);
   } else if (const SCEVUnknown *U = dyn_cast<SCEVUnknown>(S)) {
-    // Determine if we've found an Identified object.
-    Value *V = U->getValue();
-    if (isIdentifiedObject(V))
-      return V;
+    // This is a leaf node.
+    return U->getValue();
   }
   // No Identified object found.
-  return 0;
+  return nullptr;
 }
 
-AliasAnalysis::AliasResult
-ScalarEvolutionAliasAnalysis::alias(const Value *A, unsigned ASize,
-                                    const Value *B, unsigned BSize) {
-  // This is ScalarEvolutionAliasAnalysis. Get the SCEVs!
-  const SCEV *AS = SE->getSCEV(const_cast<Value *>(A));
-  const SCEV *BS = SE->getSCEV(const_cast<Value *>(B));
+SCEVAAResult SCEVAA::run(Function &F, AnalysisManager<Function> *AM) {
+  return SCEVAAResult(AM->getResult<TargetLibraryAnalysis>(F),
+                      AM->getResult<ScalarEvolutionAnalysis>(F));
+}
 
-  // If they evaluate to the same expression, it's a MustAlias.
-  if (AS == BS) return MustAlias;
+char SCEVAA::PassID;
 
-  // If something is known about the difference between the two addresses,
-  // see if it's enough to prove a NoAlias.
-  if (SE->getEffectiveSCEVType(AS->getType()) ==
-      SE->getEffectiveSCEVType(BS->getType())) {
-    unsigned BitWidth = SE->getTypeSizeInBits(AS->getType());
-    APInt AI(BitWidth, ASize);
-    const SCEV *BA = SE->getMinusSCEV(BS, AS);
-    if (AI.ule(SE->getUnsignedRange(BA).getUnsignedMin())) {
-      APInt BI(BitWidth, BSize);
-      const SCEV *AB = SE->getMinusSCEV(AS, BS);
-      if (BI.ule(SE->getUnsignedRange(AB).getUnsignedMin()))
-        return NoAlias;
-    }
-  }
+char SCEVAAWrapperPass::ID = 0;
+INITIALIZE_PASS_BEGIN(SCEVAAWrapperPass, "scev-aa",
+                      "ScalarEvolution-based Alias Analysis", false, true)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(ScalarEvolutionWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfoWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_END(SCEVAAWrapperPass, "scev-aa",
+                    "ScalarEvolution-based Alias Analysis", false, true)
 
-  // If ScalarEvolution can find an underlying object, form a new query.
-  // The correctness of this depends on ScalarEvolution not recognizing
-  // inttoptr and ptrtoint operators.
-  Value *AO = GetUnderlyingIdentifiedObject(AS);
-  Value *BO = GetUnderlyingIdentifiedObject(BS);
-  if ((AO && AO != A) || (BO && BO != B))
-    if (alias(AO ? AO : A, AO ? ~0u : ASize,
-              BO ? BO : B, BO ? ~0u : BSize) == NoAlias)
-      return NoAlias;
+FunctionPass *llvm::createSCEVAAWrapperPass() {
+  return new SCEVAAWrapperPass();
+}
 
-  // Forward the query to the next analysis.
-  return AliasAnalysis::alias(A, ASize, B, BSize);
+SCEVAAWrapperPass::SCEVAAWrapperPass() : FunctionPass(ID) {
+  initializeSCEVAAWrapperPassPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
+}
+
+bool SCEVAAWrapperPass::runOnFunction(Function &F) {
+  Result.reset(
+      new SCEVAAResult(getAnalysis<TargetLibraryInfoWrapperPass>().getTLI(),
+                       getAnalysis<ScalarEvolutionWrapperPass>().getSE()));
+  return false;
+}
+
+void SCEVAAWrapperPass::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+  AU.setPreservesAll();
+  AU.addRequired<ScalarEvolutionWrapperPass>();
+  AU.addRequired<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
 }