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[oota-llvm.git] / lib / Analysis / TypeBasedAliasAnalysis.cpp
index 1f288b1a3282c112b52f75367999370a7b6826af..9f923913ca27e9369509be96e00b336e3feec585 100644 (file)
@@ -70,7 +70,7 @@
 //   A a;
 // } B;
 //
-// For an acess to B.a.s, we attach !5 (a path tag node) to the load/store
+// For an access to B.a.s, we attach !5 (a path tag node) to the load/store
 // instruction. The base type is !4 (struct B), the access type is !2 (scalar
 // type short) and the offset is 4.
 //
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#include "llvm/Analysis/Passes.h"
-#include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
+#include "llvm/Analysis/TypeBasedAliasAnalysis.h"
+#include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"
+#include "llvm/ADT/SetVector.h"
 #include "llvm/IR/Constants.h"
 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
-#include "llvm/IR/Metadata.h"
 #include "llvm/IR/Module.h"
-#include "llvm/Pass.h"
 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
 using namespace llvm;
 
@@ -137,192 +136,138 @@ using namespace llvm;
 static cl::opt<bool> EnableTBAA("enable-tbaa", cl::init(true));
 
 namespace {
-  /// TBAANode - This is a simple wrapper around an MDNode which provides a
-  /// higher-level interface by hiding the details of how alias analysis
-  /// information is encoded in its operands.
-  class TBAANode {
-    const MDNode *Node;
-
-  public:
-    TBAANode() : Node(nullptr) {}
-    explicit TBAANode(const MDNode *N) : Node(N) {}
-
-    /// getNode - Get the MDNode for this TBAANode.
-    const MDNode *getNode() const { return Node; }
-
-    /// getParent - Get this TBAANode's Alias tree parent.
-    TBAANode getParent() const {
-      if (Node->getNumOperands() < 2)
-        return TBAANode();
-      MDNode *P = dyn_cast_or_null<MDNode>(Node->getOperand(1));
-      if (!P)
-        return TBAANode();
-      // Ok, this node has a valid parent. Return it.
-      return TBAANode(P);
-    }
-
-    /// TypeIsImmutable - Test if this TBAANode represents a type for objects
-    /// which are not modified (by any means) in the context where this
-    /// AliasAnalysis is relevant.
-    bool TypeIsImmutable() const {
-      if (Node->getNumOperands() < 3)
-        return false;
-      ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Node->getOperand(2));
-      if (!CI)
-        return false;
-      return CI->getValue()[0];
-    }
-  };
-
-  /// This is a simple wrapper around an MDNode which provides a
-  /// higher-level interface by hiding the details of how alias analysis
-  /// information is encoded in its operands.
-  class TBAAStructTagNode {
-    /// This node should be created with createTBAAStructTagNode.
-    const MDNode *Node;
+/// TBAANode - This is a simple wrapper around an MDNode which provides a
+/// higher-level interface by hiding the details of how alias analysis
+/// information is encoded in its operands.
+class TBAANode {
+  const MDNode *Node;
+
+public:
+  TBAANode() : Node(nullptr) {}
+  explicit TBAANode(const MDNode *N) : Node(N) {}
+
+  /// getNode - Get the MDNode for this TBAANode.
+  const MDNode *getNode() const { return Node; }
+
+  /// getParent - Get this TBAANode's Alias tree parent.
+  TBAANode getParent() const {
+    if (Node->getNumOperands() < 2)
+      return TBAANode();
+    MDNode *P = dyn_cast_or_null<MDNode>(Node->getOperand(1));
+    if (!P)
+      return TBAANode();
+    // Ok, this node has a valid parent. Return it.
+    return TBAANode(P);
+  }
 
-  public:
-    explicit TBAAStructTagNode(const MDNode *N) : Node(N) {}
+  /// TypeIsImmutable - Test if this TBAANode represents a type for objects
+  /// which are not modified (by any means) in the context where this
+  /// AliasAnalysis is relevant.
+  bool TypeIsImmutable() const {
+    if (Node->getNumOperands() < 3)
+      return false;
+    ConstantInt *CI = mdconst::dyn_extract<ConstantInt>(Node->getOperand(2));
+    if (!CI)
+      return false;
+    return CI->getValue()[0];
+  }
+};
 
-    /// Get the MDNode for this TBAAStructTagNode.
-    const MDNode *getNode() const { return Node; }
+/// This is a simple wrapper around an MDNode which provides a
+/// higher-level interface by hiding the details of how alias analysis
+/// information is encoded in its operands.
+class TBAAStructTagNode {
+  /// This node should be created with createTBAAStructTagNode.
+  const MDNode *Node;
 
-    const MDNode *getBaseType() const {
-      return dyn_cast_or_null<MDNode>(Node->getOperand(0));
-    }
-    const MDNode *getAccessType() const {
-      return dyn_cast_or_null<MDNode>(Node->getOperand(1));
-    }
-    uint64_t getOffset() const {
-      return cast<ConstantInt>(Node->getOperand(2))->getZExtValue();
-    }
-    /// TypeIsImmutable - Test if this TBAAStructTagNode represents a type for
-    /// objects which are not modified (by any means) in the context where this
-    /// AliasAnalysis is relevant.
-    bool TypeIsImmutable() const {
-      if (Node->getNumOperands() < 4)
-        return false;
-      ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(Node->getOperand(3));
-      if (!CI)
-        return false;
-      return CI->getValue()[0];
-    }
-  };
-
-  /// This is a simple wrapper around an MDNode which provides a
-  /// higher-level interface by hiding the details of how alias analysis
-  /// information is encoded in its operands.
-  class TBAAStructTypeNode {
-    /// This node should be created with createTBAAStructTypeNode.
-    const MDNode *Node;
-
-  public:
-    TBAAStructTypeNode() : Node(nullptr) {}
-    explicit TBAAStructTypeNode(const MDNode *N) : Node(N) {}
-
-    /// Get the MDNode for this TBAAStructTypeNode.
-    const MDNode *getNode() const { return Node; }
-
-    /// Get this TBAAStructTypeNode's field in the type DAG with
-    /// given offset. Update the offset to be relative to the field type.
-    TBAAStructTypeNode getParent(uint64_t &Offset) const {
-      // Parent can be omitted for the root node.
-      if (Node->getNumOperands() < 2)
-        return TBAAStructTypeNode();
+public:
+  explicit TBAAStructTagNode(const MDNode *N) : Node(N) {}
 
-      // Fast path for a scalar type node and a struct type node with a single
-      // field.
-      if (Node->getNumOperands() <= 3) {
-        uint64_t Cur = Node->getNumOperands() == 2 ? 0 :
-                       cast<ConstantInt>(Node->getOperand(2))->getZExtValue();
-        Offset -= Cur;
-        MDNode *P = dyn_cast_or_null<MDNode>(Node->getOperand(1));
-        if (!P)
-          return TBAAStructTypeNode();
-        return TBAAStructTypeNode(P);
-      }
+  /// Get the MDNode for this TBAAStructTagNode.
+  const MDNode *getNode() const { return Node; }
 
-      // Assume the offsets are in order. We return the previous field if
-      // the current offset is bigger than the given offset.
-      unsigned TheIdx = 0;
-      for (unsigned Idx = 1; Idx < Node->getNumOperands(); Idx += 2) {
-        uint64_t Cur = cast<ConstantInt>(Node->getOperand(Idx + 1))->
-                         getZExtValue();
-        if (Cur > Offset) {
-          assert(Idx >= 3 &&
-                 "TBAAStructTypeNode::getParent should have an offset match!");
-          TheIdx = Idx - 2;
-          break;
-        }
-      }
-      // Move along the last field.
-      if (TheIdx == 0)
-        TheIdx = Node->getNumOperands() - 2;
-      uint64_t Cur = cast<ConstantInt>(Node->getOperand(TheIdx + 1))->
-                       getZExtValue();
+  const MDNode *getBaseType() const {
+    return dyn_cast_or_null<MDNode>(Node->getOperand(0));
+  }
+  const MDNode *getAccessType() const {
+    return dyn_cast_or_null<MDNode>(Node->getOperand(1));
+  }
+  uint64_t getOffset() const {
+    return mdconst::extract<ConstantInt>(Node->getOperand(2))->getZExtValue();
+  }
+  /// TypeIsImmutable - Test if this TBAAStructTagNode represents a type for
+  /// objects which are not modified (by any means) in the context where this
+  /// AliasAnalysis is relevant.
+  bool TypeIsImmutable() const {
+    if (Node->getNumOperands() < 4)
+      return false;
+    ConstantInt *CI = mdconst::dyn_extract<ConstantInt>(Node->getOperand(3));
+    if (!CI)
+      return false;
+    return CI->getValue()[0];
+  }
+};
+
+/// This is a simple wrapper around an MDNode which provides a
+/// higher-level interface by hiding the details of how alias analysis
+/// information is encoded in its operands.
+class TBAAStructTypeNode {
+  /// This node should be created with createTBAAStructTypeNode.
+  const MDNode *Node;
+
+public:
+  TBAAStructTypeNode() : Node(nullptr) {}
+  explicit TBAAStructTypeNode(const MDNode *N) : Node(N) {}
+
+  /// Get the MDNode for this TBAAStructTypeNode.
+  const MDNode *getNode() const { return Node; }
+
+  /// Get this TBAAStructTypeNode's field in the type DAG with
+  /// given offset. Update the offset to be relative to the field type.
+  TBAAStructTypeNode getParent(uint64_t &Offset) const {
+    // Parent can be omitted for the root node.
+    if (Node->getNumOperands() < 2)
+      return TBAAStructTypeNode();
+
+    // Fast path for a scalar type node and a struct type node with a single
+    // field.
+    if (Node->getNumOperands() <= 3) {
+      uint64_t Cur = Node->getNumOperands() == 2
+                         ? 0
+                         : mdconst::extract<ConstantInt>(Node->getOperand(2))
+                               ->getZExtValue();
       Offset -= Cur;
-      MDNode *P = dyn_cast_or_null<MDNode>(Node->getOperand(TheIdx));
+      MDNode *P = dyn_cast_or_null<MDNode>(Node->getOperand(1));
       if (!P)
         return TBAAStructTypeNode();
       return TBAAStructTypeNode(P);
     }
-  };
-}
-
-namespace {
-  /// TypeBasedAliasAnalysis - This is a simple alias analysis
-  /// implementation that uses TypeBased to answer queries.
-  class TypeBasedAliasAnalysis : public ImmutablePass,
-                                 public AliasAnalysis {
-  public:
-    static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
-    TypeBasedAliasAnalysis() : ImmutablePass(ID) {
-      initializeTypeBasedAliasAnalysisPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
-    }
 
-    void initializePass() override {
-      InitializeAliasAnalysis(this);
-    }
-
-    /// 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 *PI) override {
-      if (PI == &AliasAnalysis::ID)
-        return (AliasAnalysis*)this;
-      return this;
+    // Assume the offsets are in order. We return the previous field if
+    // the current offset is bigger than the given offset.
+    unsigned TheIdx = 0;
+    for (unsigned Idx = 1; Idx < Node->getNumOperands(); Idx += 2) {
+      uint64_t Cur = mdconst::extract<ConstantInt>(Node->getOperand(Idx + 1))
+                         ->getZExtValue();
+      if (Cur > Offset) {
+        assert(Idx >= 3 &&
+               "TBAAStructTypeNode::getParent should have an offset match!");
+        TheIdx = Idx - 2;
+        break;
+      }
     }
-
-    bool Aliases(const MDNode *A, const MDNode *B) const;
-    bool PathAliases(const MDNode *A, const MDNode *B) const;
-
-  private:
-    void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override;
-    AliasResult alias(const Location &LocA, const Location &LocB) override;
-    bool pointsToConstantMemory(const Location &Loc, bool OrLocal) override;
-    ModRefBehavior getModRefBehavior(ImmutableCallSite CS) override;
-    ModRefBehavior getModRefBehavior(const Function *F) override;
-    ModRefResult getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
-                               const Location &Loc) override;
-    ModRefResult getModRefInfo(ImmutableCallSite CS1,
-                               ImmutableCallSite CS2) override;
-  };
-}  // End of anonymous namespace
-
-// Register this pass...
-char TypeBasedAliasAnalysis::ID = 0;
-INITIALIZE_AG_PASS(TypeBasedAliasAnalysis, AliasAnalysis, "tbaa",
-                   "Type-Based Alias Analysis", false, true, false)
-
-ImmutablePass *llvm::createTypeBasedAliasAnalysisPass() {
-  return new TypeBasedAliasAnalysis();
-}
-
-void
-TypeBasedAliasAnalysis::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
-  AU.setPreservesAll();
-  AliasAnalysis::getAnalysisUsage(AU);
+    // Move along the last field.
+    if (TheIdx == 0)
+      TheIdx = Node->getNumOperands() - 2;
+    uint64_t Cur = mdconst::extract<ConstantInt>(Node->getOperand(TheIdx + 1))
+                       ->getZExtValue();
+    Offset -= Cur;
+    MDNode *P = dyn_cast_or_null<MDNode>(Node->getOperand(TheIdx));
+    if (!P)
+      return TBAAStructTypeNode();
+    return TBAAStructTypeNode(P);
+  }
+};
 }
 
 /// Check the first operand of the tbaa tag node, if it is a MDNode, we treat
@@ -334,146 +279,36 @@ static bool isStructPathTBAA(const MDNode *MD) {
   return isa<MDNode>(MD->getOperand(0)) && MD->getNumOperands() >= 3;
 }
 
-/// Aliases - Test whether the type represented by A may alias the
-/// type represented by B.
-bool
-TypeBasedAliasAnalysis::Aliases(const MDNode *A,
-                                const MDNode *B) const {
-  // Make sure that both MDNodes are struct-path aware.
-  if (isStructPathTBAA(A) && isStructPathTBAA(B))
-    return PathAliases(A, B);
-
-  // Keep track of the root node for A and B.
-  TBAANode RootA, RootB;
-
-  // Climb the tree from A to see if we reach B.
-  for (TBAANode T(A); ; ) {
-    if (T.getNode() == B)
-      // B is an ancestor of A.
-      return true;
-
-    RootA = T;
-    T = T.getParent();
-    if (!T.getNode())
-      break;
-  }
-
-  // Climb the tree from B to see if we reach A.
-  for (TBAANode T(B); ; ) {
-    if (T.getNode() == A)
-      // A is an ancestor of B.
-      return true;
-
-    RootB = T;
-    T = T.getParent();
-    if (!T.getNode())
-      break;
-  }
-
-  // Neither node is an ancestor of the other.
-  
-  // If they have different roots, they're part of different potentially
-  // unrelated type systems, so we must be conservative.
-  if (RootA.getNode() != RootB.getNode())
-    return true;
-
-  // If they have the same root, then we've proved there's no alias.
-  return false;
-}
-
-/// Test whether the struct-path tag represented by A may alias the
-/// struct-path tag represented by B.
-bool
-TypeBasedAliasAnalysis::PathAliases(const MDNode *A,
-                                    const MDNode *B) const {
-  // Verify that both input nodes are struct-path aware.
-  assert(isStructPathTBAA(A) && "MDNode A is not struct-path aware.");
-  assert(isStructPathTBAA(B) && "MDNode B is not struct-path aware.");
-
-  // Keep track of the root node for A and B.
-  TBAAStructTypeNode RootA, RootB;
-  TBAAStructTagNode TagA(A), TagB(B);
-
-  // TODO: We need to check if AccessType of TagA encloses AccessType of
-  // TagB to support aggregate AccessType. If yes, return true.
-
-  // Start from the base type of A, follow the edge with the correct offset in
-  // the type DAG and adjust the offset until we reach the base type of B or
-  // until we reach the Root node.
-  // Compare the adjusted offset once we have the same base.
-
-  // Climb the type DAG from base type of A to see if we reach base type of B.
-  const MDNode *BaseA = TagA.getBaseType();
-  const MDNode *BaseB = TagB.getBaseType();
-  uint64_t OffsetA = TagA.getOffset(), OffsetB = TagB.getOffset();
-  for (TBAAStructTypeNode T(BaseA); ; ) {
-    if (T.getNode() == BaseB)
-      // Base type of A encloses base type of B, check if the offsets match.
-      return OffsetA == OffsetB;
-
-    RootA = T;
-    // Follow the edge with the correct offset, OffsetA will be adjusted to
-    // be relative to the field type.
-    T = T.getParent(OffsetA);
-    if (!T.getNode())
-      break;
-  }
-
-  // Reset OffsetA and climb the type DAG from base type of B to see if we reach
-  // base type of A.
-  OffsetA = TagA.getOffset();
-  for (TBAAStructTypeNode T(BaseB); ; ) {
-    if (T.getNode() == BaseA)
-      // Base type of B encloses base type of A, check if the offsets match.
-      return OffsetA == OffsetB;
-
-    RootB = T;
-    // Follow the edge with the correct offset, OffsetB will be adjusted to
-    // be relative to the field type.
-    T = T.getParent(OffsetB);
-    if (!T.getNode())
-      break;
-  }
-
-  // Neither node is an ancestor of the other.
-
-  // If they have different roots, they're part of different potentially
-  // unrelated type systems, so we must be conservative.
-  if (RootA.getNode() != RootB.getNode())
-    return true;
-
-  // If they have the same root, then we've proved there's no alias.
-  return false;
-}
-
-AliasAnalysis::AliasResult
-TypeBasedAliasAnalysis::alias(const Location &LocA,
-                              const Location &LocB) {
+AliasResult TypeBasedAAResult::alias(const MemoryLocation &LocA,
+                                     const MemoryLocation &LocB) {
   if (!EnableTBAA)
-    return AliasAnalysis::alias(LocA, LocB);
+    return AAResultBase::alias(LocA, LocB);
 
   // Get the attached MDNodes. If either value lacks a tbaa MDNode, we must
   // be conservative.
   const MDNode *AM = LocA.AATags.TBAA;
-  if (!AM) return AliasAnalysis::alias(LocA, LocB);
+  if (!AM)
+    return AAResultBase::alias(LocA, LocB);
   const MDNode *BM = LocB.AATags.TBAA;
-  if (!BM) return AliasAnalysis::alias(LocA, LocB);
+  if (!BM)
+    return AAResultBase::alias(LocA, LocB);
 
   // If they may alias, chain to the next AliasAnalysis.
   if (Aliases(AM, BM))
-    return AliasAnalysis::alias(LocA, LocB);
+    return AAResultBase::alias(LocA, LocB);
 
   // Otherwise return a definitive result.
   return NoAlias;
 }
 
-bool TypeBasedAliasAnalysis::pointsToConstantMemory(const Location &Loc,
-                                                    bool OrLocal) {
+bool TypeBasedAAResult::pointsToConstantMemory(const MemoryLocation &Loc,
+                                               bool OrLocal) {
   if (!EnableTBAA)
-    return AliasAnalysis::pointsToConstantMemory(Loc, OrLocal);
+    return AAResultBase::pointsToConstantMemory(Loc, OrLocal);
 
   const MDNode *M = Loc.AATags.TBAA;
-  if (!M) return AliasAnalysis::pointsToConstantMemory(Loc, OrLocal);
+  if (!M)
+    return AAResultBase::pointsToConstantMemory(Loc, OrLocal);
 
   // If this is an "immutable" type, we can assume the pointer is pointing
   // to constant memory.
@@ -481,78 +316,82 @@ bool TypeBasedAliasAnalysis::pointsToConstantMemory(const Location &Loc,
       (isStructPathTBAA(M) && TBAAStructTagNode(M).TypeIsImmutable()))
     return true;
 
-  return AliasAnalysis::pointsToConstantMemory(Loc, OrLocal);
+  return AAResultBase::pointsToConstantMemory(Loc, OrLocal);
 }
 
-AliasAnalysis::ModRefBehavior
-TypeBasedAliasAnalysis::getModRefBehavior(ImmutableCallSite CS) {
+FunctionModRefBehavior
+TypeBasedAAResult::getModRefBehavior(ImmutableCallSite CS) {
   if (!EnableTBAA)
-    return AliasAnalysis::getModRefBehavior(CS);
+    return AAResultBase::getModRefBehavior(CS);
 
-  ModRefBehavior Min = UnknownModRefBehavior;
+  FunctionModRefBehavior Min = FMRB_UnknownModRefBehavior;
 
   // If this is an "immutable" type, we can assume the call doesn't write
   // to memory.
-  if (const MDNode *M = CS.getInstruction()->getMDNode(LLVMContext::MD_tbaa))
+  if (const MDNode *M = CS.getInstruction()->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa))
     if ((!isStructPathTBAA(M) && TBAANode(M).TypeIsImmutable()) ||
         (isStructPathTBAA(M) && TBAAStructTagNode(M).TypeIsImmutable()))
-      Min = OnlyReadsMemory;
+      Min = FMRB_OnlyReadsMemory;
 
-  return ModRefBehavior(AliasAnalysis::getModRefBehavior(CS) & Min);
+  return FunctionModRefBehavior(AAResultBase::getModRefBehavior(CS) & Min);
 }
 
-AliasAnalysis::ModRefBehavior
-TypeBasedAliasAnalysis::getModRefBehavior(const Function *F) {
+FunctionModRefBehavior TypeBasedAAResult::getModRefBehavior(const Function *F) {
   // Functions don't have metadata. Just chain to the next implementation.
-  return AliasAnalysis::getModRefBehavior(F);
+  return AAResultBase::getModRefBehavior(F);
 }
 
-AliasAnalysis::ModRefResult
-TypeBasedAliasAnalysis::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
-                                      const Location &Loc) {
+ModRefInfo TypeBasedAAResult::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
+                                            const MemoryLocation &Loc) {
   if (!EnableTBAA)
-    return AliasAnalysis::getModRefInfo(CS, Loc);
+    return AAResultBase::getModRefInfo(CS, Loc);
 
   if (const MDNode *L = Loc.AATags.TBAA)
-    if (const MDNode *M = CS.getInstruction()->getMDNode(LLVMContext::MD_tbaa))
+    if (const MDNode *M =
+            CS.getInstruction()->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa))
       if (!Aliases(L, M))
-        return NoModRef;
+        return MRI_NoModRef;
 
-  return AliasAnalysis::getModRefInfo(CS, Loc);
+  return AAResultBase::getModRefInfo(CS, Loc);
 }
 
-AliasAnalysis::ModRefResult
-TypeBasedAliasAnalysis::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS1,
-                                      ImmutableCallSite CS2) {
+ModRefInfo TypeBasedAAResult::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS1,
+                                            ImmutableCallSite CS2) {
   if (!EnableTBAA)
-    return AliasAnalysis::getModRefInfo(CS1, CS2);
+    return AAResultBase::getModRefInfo(CS1, CS2);
 
-  if (const MDNode *M1 = CS1.getInstruction()->getMDNode(LLVMContext::MD_tbaa))
+  if (const MDNode *M1 =
+          CS1.getInstruction()->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa))
     if (const MDNode *M2 =
-            CS2.getInstruction()->getMDNode(LLVMContext::MD_tbaa))
+            CS2.getInstruction()->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa))
       if (!Aliases(M1, M2))
-        return NoModRef;
+        return MRI_NoModRef;
 
-  return AliasAnalysis::getModRefInfo(CS1, CS2);
+  return AAResultBase::getModRefInfo(CS1, CS2);
 }
 
 bool MDNode::isTBAAVtableAccess() const {
   if (!isStructPathTBAA(this)) {
-    if (getNumOperands() < 1) return false;
+    if (getNumOperands() < 1)
+      return false;
     if (MDString *Tag1 = dyn_cast<MDString>(getOperand(0))) {
-      if (Tag1->getString() == "vtable pointer") return true;
+      if (Tag1->getString() == "vtable pointer")
+        return true;
     }
     return false;
   }
 
   // For struct-path aware TBAA, we use the access type of the tag.
-  if (getNumOperands() < 2) return false;
+  if (getNumOperands() < 2)
+    return false;
   MDNode *Tag = cast_or_null<MDNode>(getOperand(1));
-  if (!Tag) return false;
+  if (!Tag)
+    return false;
   if (MDString *Tag1 = dyn_cast<MDString>(Tag->getOperand(0))) {
-    if (Tag1->getString() == "vtable pointer") return true;
+    if (Tag1->getString() == "vtable pointer")
+      return true;
   }
-  return false;  
+  return false;
 }
 
 MDNode *MDNode::getMostGenericTBAA(MDNode *A, MDNode *B) {
@@ -566,23 +405,29 @@ MDNode *MDNode::getMostGenericTBAA(MDNode *A, MDNode *B) {
   bool StructPath = isStructPathTBAA(A) && isStructPathTBAA(B);
   if (StructPath) {
     A = cast_or_null<MDNode>(A->getOperand(1));
-    if (!A) return nullptr;
+    if (!A)
+      return nullptr;
     B = cast_or_null<MDNode>(B->getOperand(1));
-    if (!B) return nullptr;
+    if (!B)
+      return nullptr;
   }
 
-  SmallVector<MDNode *, 4> PathA;
+  SmallSetVector<MDNode *, 4> PathA;
   MDNode *T = A;
   while (T) {
-    PathA.push_back(T);
+    if (PathA.count(T))
+      report_fatal_error("Cycle found in TBAA metadata.");
+    PathA.insert(T);
     T = T->getNumOperands() >= 2 ? cast_or_null<MDNode>(T->getOperand(1))
                                  : nullptr;
   }
 
-  SmallVector<MDNode *, 4> PathB;
+  SmallSetVector<MDNode *, 4> PathB;
   T = B;
   while (T) {
-    PathB.push_back(T);
+    if (PathB.count(T))
+      report_fatal_error("Cycle found in TBAA metadata.");
+    PathB.insert(T);
     T = T->getNumOperands() >= 2 ? cast_or_null<MDNode>(T->getOperand(1))
                                  : nullptr;
   }
@@ -591,7 +436,7 @@ MDNode *MDNode::getMostGenericTBAA(MDNode *A, MDNode *B) {
   int IB = PathB.size() - 1;
 
   MDNode *Ret = nullptr;
-  while (IA >= 0 && IB >=0) {
+  while (IA >= 0 && IB >= 0) {
     if (PathA[IA] == PathB[IB])
       Ret = PathA[IA];
     else
@@ -606,27 +451,172 @@ MDNode *MDNode::getMostGenericTBAA(MDNode *A, MDNode *B) {
     return nullptr;
   // We need to convert from a type node to a tag node.
   Type *Int64 = IntegerType::get(A->getContext(), 64);
-  Value *Ops[3] = { Ret, Ret, ConstantInt::get(Int64, 0) };
+  Metadata *Ops[3] = {Ret, Ret,
+                      ConstantAsMetadata::get(ConstantInt::get(Int64, 0))};
   return MDNode::get(A->getContext(), Ops);
 }
 
 void Instruction::getAAMetadata(AAMDNodes &N, bool Merge) const {
   if (Merge)
     N.TBAA =
-        MDNode::getMostGenericTBAA(N.TBAA, getMDNode(LLVMContext::MD_tbaa));
+        MDNode::getMostGenericTBAA(N.TBAA, getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa));
   else
-    N.TBAA = getMDNode(LLVMContext::MD_tbaa);
+    N.TBAA = getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa);
 
   if (Merge)
-    N.Scope =
-        MDNode::intersect(N.Scope, getMDNode(LLVMContext::MD_alias_scope));
+    N.Scope = MDNode::getMostGenericAliasScope(
+        N.Scope, getMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope));
   else
-    N.Scope = getMDNode(LLVMContext::MD_alias_scope);
+    N.Scope = getMetadata(LLVMContext::MD_alias_scope);
 
   if (Merge)
     N.NoAlias =
-        MDNode::intersect(N.NoAlias, getMDNode(LLVMContext::MD_noalias));
+        MDNode::intersect(N.NoAlias, getMetadata(LLVMContext::MD_noalias));
   else
-    N.NoAlias = getMDNode(LLVMContext::MD_noalias);
+    N.NoAlias = getMetadata(LLVMContext::MD_noalias);
+}
+
+/// Aliases - Test whether the type represented by A may alias the
+/// type represented by B.
+bool TypeBasedAAResult::Aliases(const MDNode *A, const MDNode *B) const {
+  // Make sure that both MDNodes are struct-path aware.
+  if (isStructPathTBAA(A) && isStructPathTBAA(B))
+    return PathAliases(A, B);
+
+  // Keep track of the root node for A and B.
+  TBAANode RootA, RootB;
+
+  // Climb the tree from A to see if we reach B.
+  for (TBAANode T(A);;) {
+    if (T.getNode() == B)
+      // B is an ancestor of A.
+      return true;
+
+    RootA = T;
+    T = T.getParent();
+    if (!T.getNode())
+      break;
+  }
+
+  // Climb the tree from B to see if we reach A.
+  for (TBAANode T(B);;) {
+    if (T.getNode() == A)
+      // A is an ancestor of B.
+      return true;
+
+    RootB = T;
+    T = T.getParent();
+    if (!T.getNode())
+      break;
+  }
+
+  // Neither node is an ancestor of the other.
+
+  // If they have different roots, they're part of different potentially
+  // unrelated type systems, so we must be conservative.
+  if (RootA.getNode() != RootB.getNode())
+    return true;
+
+  // If they have the same root, then we've proved there's no alias.
+  return false;
 }
 
+/// Test whether the struct-path tag represented by A may alias the
+/// struct-path tag represented by B.
+bool TypeBasedAAResult::PathAliases(const MDNode *A, const MDNode *B) const {
+  // Verify that both input nodes are struct-path aware.
+  assert(isStructPathTBAA(A) && "MDNode A is not struct-path aware.");
+  assert(isStructPathTBAA(B) && "MDNode B is not struct-path aware.");
+
+  // Keep track of the root node for A and B.
+  TBAAStructTypeNode RootA, RootB;
+  TBAAStructTagNode TagA(A), TagB(B);
+
+  // TODO: We need to check if AccessType of TagA encloses AccessType of
+  // TagB to support aggregate AccessType. If yes, return true.
+
+  // Start from the base type of A, follow the edge with the correct offset in
+  // the type DAG and adjust the offset until we reach the base type of B or
+  // until we reach the Root node.
+  // Compare the adjusted offset once we have the same base.
+
+  // Climb the type DAG from base type of A to see if we reach base type of B.
+  const MDNode *BaseA = TagA.getBaseType();
+  const MDNode *BaseB = TagB.getBaseType();
+  uint64_t OffsetA = TagA.getOffset(), OffsetB = TagB.getOffset();
+  for (TBAAStructTypeNode T(BaseA);;) {
+    if (T.getNode() == BaseB)
+      // Base type of A encloses base type of B, check if the offsets match.
+      return OffsetA == OffsetB;
+
+    RootA = T;
+    // Follow the edge with the correct offset, OffsetA will be adjusted to
+    // be relative to the field type.
+    T = T.getParent(OffsetA);
+    if (!T.getNode())
+      break;
+  }
+
+  // Reset OffsetA and climb the type DAG from base type of B to see if we reach
+  // base type of A.
+  OffsetA = TagA.getOffset();
+  for (TBAAStructTypeNode T(BaseB);;) {
+    if (T.getNode() == BaseA)
+      // Base type of B encloses base type of A, check if the offsets match.
+      return OffsetA == OffsetB;
+
+    RootB = T;
+    // Follow the edge with the correct offset, OffsetB will be adjusted to
+    // be relative to the field type.
+    T = T.getParent(OffsetB);
+    if (!T.getNode())
+      break;
+  }
+
+  // Neither node is an ancestor of the other.
+
+  // If they have different roots, they're part of different potentially
+  // unrelated type systems, so we must be conservative.
+  if (RootA.getNode() != RootB.getNode())
+    return true;
+
+  // If they have the same root, then we've proved there's no alias.
+  return false;
+}
+
+TypeBasedAAResult TypeBasedAA::run(Function &F, AnalysisManager<Function> *AM) {
+  return TypeBasedAAResult(AM->getResult<TargetLibraryAnalysis>(F));
+}
+
+char TypeBasedAA::PassID;
+
+char TypeBasedAAWrapperPass::ID = 0;
+INITIALIZE_PASS_BEGIN(TypeBasedAAWrapperPass, "tbaa",
+                      "Type-Based Alias Analysis", false, true)
+INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfoWrapperPass)
+INITIALIZE_PASS_END(TypeBasedAAWrapperPass, "tbaa", "Type-Based Alias Analysis",
+                    false, true)
+
+ImmutablePass *llvm::createTypeBasedAAWrapperPass() {
+  return new TypeBasedAAWrapperPass();
+}
+
+TypeBasedAAWrapperPass::TypeBasedAAWrapperPass() : ImmutablePass(ID) {
+  initializeTypeBasedAAWrapperPassPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
+}
+
+bool TypeBasedAAWrapperPass::doInitialization(Module &M) {
+  Result.reset(new TypeBasedAAResult(
+      getAnalysis<TargetLibraryInfoWrapperPass>().getTLI()));
+  return false;
+}
+
+bool TypeBasedAAWrapperPass::doFinalization(Module &M) {
+  Result.reset();
+  return false;
+}
+
+void TypeBasedAAWrapperPass::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
+  AU.setPreservesAll();
+  AU.addRequired<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
+}