0aacd1606c35cf34057b3aacebb127cd2723dc43
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / MemoryDependenceAnalysis.cpp
1 //===- MemoryDependenceAnalysis.cpp - Mem Deps Implementation  --*- C++ -*-===//
2 //
3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
4 //
5 // This file is distributed under the University of Illinois Open Source
6 // License. See LICENSE.TXT for details.
7 //
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
9 //
10 // This file implements an analysis that determines, for a given memory
11 // operation, what preceding memory operations it depends on.  It builds on 
12 // alias analysis information, and tries to provide a lazy, caching interface to
13 // a common kind of alias information query.
14 //
15 //===----------------------------------------------------------------------===//
16
17 #define DEBUG_TYPE "memdep"
18 #include "llvm/Analysis/MemoryDependenceAnalysis.h"
19 #include "llvm/Instructions.h"
20 #include "llvm/IntrinsicInst.h"
21 #include "llvm/Function.h"
22 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
23 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
24 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
25 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
26 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
27 #include "llvm/Support/PredIteratorCache.h"
28 #include "llvm/Support/Debug.h"
29 using namespace llvm;
30
31 STATISTIC(NumCacheNonLocal, "Number of fully cached non-local responses");
32 STATISTIC(NumCacheDirtyNonLocal, "Number of dirty cached non-local responses");
33 STATISTIC(NumUncacheNonLocal, "Number of uncached non-local responses");
34
35 STATISTIC(NumCacheNonLocalPtr,
36           "Number of fully cached non-local ptr responses");
37 STATISTIC(NumCacheDirtyNonLocalPtr,
38           "Number of cached, but dirty, non-local ptr responses");
39 STATISTIC(NumUncacheNonLocalPtr,
40           "Number of uncached non-local ptr responses");
41 STATISTIC(NumCacheCompleteNonLocalPtr,
42           "Number of block queries that were completely cached");
43
44 char MemoryDependenceAnalysis::ID = 0;
45   
46 // Register this pass...
47 static RegisterPass<MemoryDependenceAnalysis> X("memdep",
48                                      "Memory Dependence Analysis", false, true);
49
50 MemoryDependenceAnalysis::MemoryDependenceAnalysis()
51 : FunctionPass(&ID), PredCache(0) {
52 }
53 MemoryDependenceAnalysis::~MemoryDependenceAnalysis() {
54 }
55
56 /// Clean up memory in between runs
57 void MemoryDependenceAnalysis::releaseMemory() {
58   LocalDeps.clear();
59   NonLocalDeps.clear();
60   NonLocalPointerDeps.clear();
61   ReverseLocalDeps.clear();
62   ReverseNonLocalDeps.clear();
63   ReverseNonLocalPtrDeps.clear();
64   PredCache->clear();
65 }
66
67
68
69 /// getAnalysisUsage - Does not modify anything.  It uses Alias Analysis.
70 ///
71 void MemoryDependenceAnalysis::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
72   AU.setPreservesAll();
73   AU.addRequiredTransitive<AliasAnalysis>();
74 }
75
76 bool MemoryDependenceAnalysis::runOnFunction(Function &) {
77   AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
78   if (PredCache == 0)
79     PredCache.reset(new PredIteratorCache());
80   return false;
81 }
82
83 /// RemoveFromReverseMap - This is a helper function that removes Val from
84 /// 'Inst's set in ReverseMap.  If the set becomes empty, remove Inst's entry.
85 template <typename KeyTy>
86 static void RemoveFromReverseMap(DenseMap<Instruction*, 
87                                  SmallPtrSet<KeyTy, 4> > &ReverseMap,
88                                  Instruction *Inst, KeyTy Val) {
89   typename DenseMap<Instruction*, SmallPtrSet<KeyTy, 4> >::iterator
90   InstIt = ReverseMap.find(Inst);
91   assert(InstIt != ReverseMap.end() && "Reverse map out of sync?");
92   bool Found = InstIt->second.erase(Val);
93   assert(Found && "Invalid reverse map!"); Found=Found;
94   if (InstIt->second.empty())
95     ReverseMap.erase(InstIt);
96 }
97
98
99 /// getCallSiteDependencyFrom - Private helper for finding the local
100 /// dependencies of a call site.
101 MemDepResult MemoryDependenceAnalysis::
102 getCallSiteDependencyFrom(CallSite CS, bool isReadOnlyCall,
103                           BasicBlock::iterator ScanIt, BasicBlock *BB) {
104   // Walk backwards through the block, looking for dependencies
105   while (ScanIt != BB->begin()) {
106     Instruction *Inst = --ScanIt;
107     
108     // If this inst is a memory op, get the pointer it accessed
109     Value *Pointer = 0;
110     uint64_t PointerSize = 0;
111     if (StoreInst *S = dyn_cast<StoreInst>(Inst)) {
112       Pointer = S->getPointerOperand();
113       PointerSize = AA->getTypeStoreSize(S->getOperand(0)->getType());
114     } else if (VAArgInst *V = dyn_cast<VAArgInst>(Inst)) {
115       Pointer = V->getOperand(0);
116       PointerSize = AA->getTypeStoreSize(V->getType());
117     } else if (isFreeCall(Inst)) {
118       Pointer = Inst->getOperand(1);
119       // calls to free() erase the entire structure
120       PointerSize = ~0ULL;
121     } else if (isa<CallInst>(Inst) || isa<InvokeInst>(Inst)) {
122       // Debug intrinsics don't cause dependences.
123       if (isa<DbgInfoIntrinsic>(Inst)) continue;
124       CallSite InstCS = CallSite::get(Inst);
125       // If these two calls do not interfere, look past it.
126       switch (AA->getModRefInfo(CS, InstCS)) {
127       case AliasAnalysis::NoModRef:
128         // If the two calls don't interact (e.g. InstCS is readnone) keep
129         // scanning.
130         continue;
131       case AliasAnalysis::Ref:
132         // If the two calls read the same memory locations and CS is a readonly
133         // function, then we have two cases: 1) the calls may not interfere with
134         // each other at all.  2) the calls may produce the same value.  In case
135         // #1 we want to ignore the values, in case #2, we want to return Inst
136         // as a Def dependence.  This allows us to CSE in cases like:
137         //   X = strlen(P);
138         //    memchr(...);
139         //   Y = strlen(P);  // Y = X
140         if (isReadOnlyCall) {
141           if (CS.getCalledFunction() != 0 &&
142               CS.getCalledFunction() == InstCS.getCalledFunction())
143             return MemDepResult::getDef(Inst);
144           // Ignore unrelated read/read call dependences.
145           continue;
146         }
147         // FALL THROUGH
148       default:
149         return MemDepResult::getClobber(Inst);
150       }
151     } else {
152       // Non-memory instruction.
153       continue;
154     }
155     
156     if (AA->getModRefInfo(CS, Pointer, PointerSize) != AliasAnalysis::NoModRef)
157       return MemDepResult::getClobber(Inst);
158   }
159   
160   // No dependence found.  If this is the entry block of the function, it is a
161   // clobber, otherwise it is non-local.
162   if (BB != &BB->getParent()->getEntryBlock())
163     return MemDepResult::getNonLocal();
164   return MemDepResult::getClobber(ScanIt);
165 }
166
167 /// getPointerDependencyFrom - Return the instruction on which a memory
168 /// location depends.  If isLoad is true, this routine ignore may-aliases with
169 /// read-only operations.
170 MemDepResult MemoryDependenceAnalysis::
171 getPointerDependencyFrom(Value *MemPtr, uint64_t MemSize, bool isLoad, 
172                          BasicBlock::iterator ScanIt, BasicBlock *BB) {
173
174   Value *invariantTag = 0;
175
176   // Walk backwards through the basic block, looking for dependencies.
177   while (ScanIt != BB->begin()) {
178     Instruction *Inst = --ScanIt;
179
180     // If we're in an invariant region, no dependencies can be found before
181     // we pass an invariant-begin marker.
182     if (invariantTag == Inst) {
183       invariantTag = 0;
184       continue;
185     } else if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(Inst)) {
186       // If we pass an invariant-end marker, then we've just entered an
187       // invariant region and can start ignoring dependencies.
188       if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::invariant_end) {
189         uint64_t invariantSize = ~0ULL;
190         if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(II->getOperand(2)))
191           invariantSize = CI->getZExtValue();
192         
193         AliasAnalysis::AliasResult R =
194           AA->alias(II->getOperand(3), invariantSize, MemPtr, MemSize);
195         if (R == AliasAnalysis::MustAlias) {
196           invariantTag = II->getOperand(1);
197           continue;
198         }
199       
200       // If we reach a lifetime begin or end marker, then the query ends here
201       // because the value is undefined.
202       } else if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start ||
203                    II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_end) {
204         uint64_t invariantSize = ~0ULL;
205         if (ConstantInt *CI = dyn_cast<ConstantInt>(II->getOperand(1)))
206           invariantSize = CI->getZExtValue();
207
208         AliasAnalysis::AliasResult R =
209           AA->alias(II->getOperand(2), invariantSize, MemPtr, MemSize);
210         if (R == AliasAnalysis::MustAlias)
211           return MemDepResult::getDef(II);
212       }
213     }
214
215     // If we're querying on a load and we're in an invariant region, we're done
216     // at this point. Nothing a load depends on can live in an invariant region.
217     if (isLoad && invariantTag) continue;
218
219     // Debug intrinsics don't cause dependences.
220     if (isa<DbgInfoIntrinsic>(Inst)) continue;
221
222     // Values depend on loads if the pointers are must aliased.  This means that
223     // a load depends on another must aliased load from the same value.
224     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(Inst)) {
225       Value *Pointer = LI->getPointerOperand();
226       uint64_t PointerSize = AA->getTypeStoreSize(LI->getType());
227       
228       // If we found a pointer, check if it could be the same as our pointer.
229       AliasAnalysis::AliasResult R =
230         AA->alias(Pointer, PointerSize, MemPtr, MemSize);
231       if (R == AliasAnalysis::NoAlias)
232         continue;
233       
234       // May-alias loads don't depend on each other without a dependence.
235       if (isLoad && R == AliasAnalysis::MayAlias)
236         continue;
237       // Stores depend on may and must aliased loads, loads depend on must-alias
238       // loads.
239       return MemDepResult::getDef(Inst);
240     }
241     
242     if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Inst)) {
243       // There can't be stores to the value we care about inside an 
244       // invariant region.
245       if (invariantTag) continue;
246       
247       // If alias analysis can tell that this store is guaranteed to not modify
248       // the query pointer, ignore it.  Use getModRefInfo to handle cases where
249       // the query pointer points to constant memory etc.
250       if (AA->getModRefInfo(SI, MemPtr, MemSize) == AliasAnalysis::NoModRef)
251         continue;
252
253       // Ok, this store might clobber the query pointer.  Check to see if it is
254       // a must alias: in this case, we want to return this as a def.
255       Value *Pointer = SI->getPointerOperand();
256       uint64_t PointerSize = AA->getTypeStoreSize(SI->getOperand(0)->getType());
257       
258       // If we found a pointer, check if it could be the same as our pointer.
259       AliasAnalysis::AliasResult R =
260         AA->alias(Pointer, PointerSize, MemPtr, MemSize);
261       
262       if (R == AliasAnalysis::NoAlias)
263         continue;
264       if (R == AliasAnalysis::MayAlias)
265         return MemDepResult::getClobber(Inst);
266       return MemDepResult::getDef(Inst);
267     }
268
269     // If this is an allocation, and if we know that the accessed pointer is to
270     // the allocation, return Def.  This means that there is no dependence and
271     // the access can be optimized based on that.  For example, a load could
272     // turn into undef.
273     // Note: Only determine this to be a malloc if Inst is the malloc call, not
274     // a subsequent bitcast of the malloc call result.  There can be stores to
275     // the malloced memory between the malloc call and its bitcast uses, and we
276     // need to continue scanning until the malloc call.
277     if (isa<AllocaInst>(Inst) || extractMallocCall(Inst)) {
278       Value *AccessPtr = MemPtr->getUnderlyingObject();
279       
280       if (AccessPtr == Inst ||
281           AA->alias(Inst, 1, AccessPtr, 1) == AliasAnalysis::MustAlias)
282         return MemDepResult::getDef(Inst);
283       continue;
284     }
285
286     // See if this instruction (e.g. a call or vaarg) mod/ref's the pointer.
287     switch (AA->getModRefInfo(Inst, MemPtr, MemSize)) {
288     case AliasAnalysis::NoModRef:
289       // If the call has no effect on the queried pointer, just ignore it.
290       continue;
291     case AliasAnalysis::Mod:
292       // If we're in an invariant region, we can ignore calls that ONLY
293       // modify the pointer.
294       if (invariantTag) continue;
295       return MemDepResult::getClobber(Inst);
296     case AliasAnalysis::Ref:
297       // If the call is known to never store to the pointer, and if this is a
298       // load query, we can safely ignore it (scan past it).
299       if (isLoad)
300         continue;
301     default:
302       // Otherwise, there is a potential dependence.  Return a clobber.
303       return MemDepResult::getClobber(Inst);
304     }
305   }
306   
307   // No dependence found.  If this is the entry block of the function, it is a
308   // clobber, otherwise it is non-local.
309   if (BB != &BB->getParent()->getEntryBlock())
310     return MemDepResult::getNonLocal();
311   return MemDepResult::getClobber(ScanIt);
312 }
313
314 /// getDependency - Return the instruction on which a memory operation
315 /// depends.
316 MemDepResult MemoryDependenceAnalysis::getDependency(Instruction *QueryInst) {
317   Instruction *ScanPos = QueryInst;
318   
319   // Check for a cached result
320   MemDepResult &LocalCache = LocalDeps[QueryInst];
321   
322   // If the cached entry is non-dirty, just return it.  Note that this depends
323   // on MemDepResult's default constructing to 'dirty'.
324   if (!LocalCache.isDirty())
325     return LocalCache;
326     
327   // Otherwise, if we have a dirty entry, we know we can start the scan at that
328   // instruction, which may save us some work.
329   if (Instruction *Inst = LocalCache.getInst()) {
330     ScanPos = Inst;
331    
332     RemoveFromReverseMap(ReverseLocalDeps, Inst, QueryInst);
333   }
334   
335   BasicBlock *QueryParent = QueryInst->getParent();
336   
337   Value *MemPtr = 0;
338   uint64_t MemSize = 0;
339   
340   // Do the scan.
341   if (BasicBlock::iterator(QueryInst) == QueryParent->begin()) {
342     // No dependence found.  If this is the entry block of the function, it is a
343     // clobber, otherwise it is non-local.
344     if (QueryParent != &QueryParent->getParent()->getEntryBlock())
345       LocalCache = MemDepResult::getNonLocal();
346     else
347       LocalCache = MemDepResult::getClobber(QueryInst);
348   } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(QueryInst)) {
349     // If this is a volatile store, don't mess around with it.  Just return the
350     // previous instruction as a clobber.
351     if (SI->isVolatile())
352       LocalCache = MemDepResult::getClobber(--BasicBlock::iterator(ScanPos));
353     else {
354       MemPtr = SI->getPointerOperand();
355       MemSize = AA->getTypeStoreSize(SI->getOperand(0)->getType());
356     }
357   } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(QueryInst)) {
358     // If this is a volatile load, don't mess around with it.  Just return the
359     // previous instruction as a clobber.
360     if (LI->isVolatile())
361       LocalCache = MemDepResult::getClobber(--BasicBlock::iterator(ScanPos));
362     else {
363       MemPtr = LI->getPointerOperand();
364       MemSize = AA->getTypeStoreSize(LI->getType());
365     }
366   } else if (isFreeCall(QueryInst)) {
367     MemPtr = QueryInst->getOperand(1);
368     // calls to free() erase the entire structure, not just a field.
369     MemSize = ~0UL;
370   } else if (isa<CallInst>(QueryInst) || isa<InvokeInst>(QueryInst)) {
371     CallSite QueryCS = CallSite::get(QueryInst);
372     bool isReadOnly = AA->onlyReadsMemory(QueryCS);
373     LocalCache = getCallSiteDependencyFrom(QueryCS, isReadOnly, ScanPos,
374                                            QueryParent);
375   } else {
376     // Non-memory instruction.
377     LocalCache = MemDepResult::getClobber(--BasicBlock::iterator(ScanPos));
378   }
379   
380   // If we need to do a pointer scan, make it happen.
381   if (MemPtr)
382     LocalCache = getPointerDependencyFrom(MemPtr, MemSize, 
383                                           isa<LoadInst>(QueryInst),
384                                           ScanPos, QueryParent);
385   
386   // Remember the result!
387   if (Instruction *I = LocalCache.getInst())
388     ReverseLocalDeps[I].insert(QueryInst);
389   
390   return LocalCache;
391 }
392
393 #ifndef NDEBUG
394 /// AssertSorted - This method is used when -debug is specified to verify that
395 /// cache arrays are properly kept sorted.
396 static void AssertSorted(MemoryDependenceAnalysis::NonLocalDepInfo &Cache,
397                          int Count = -1) {
398   if (Count == -1) Count = Cache.size();
399   if (Count == 0) return;
400
401   for (unsigned i = 1; i != unsigned(Count); ++i)
402     assert(Cache[i-1] <= Cache[i] && "Cache isn't sorted!");
403 }
404 #endif
405
406 /// getNonLocalCallDependency - Perform a full dependency query for the
407 /// specified call, returning the set of blocks that the value is
408 /// potentially live across.  The returned set of results will include a
409 /// "NonLocal" result for all blocks where the value is live across.
410 ///
411 /// This method assumes the instruction returns a "NonLocal" dependency
412 /// within its own block.
413 ///
414 /// This returns a reference to an internal data structure that may be
415 /// invalidated on the next non-local query or when an instruction is
416 /// removed.  Clients must copy this data if they want it around longer than
417 /// that.
418 const MemoryDependenceAnalysis::NonLocalDepInfo &
419 MemoryDependenceAnalysis::getNonLocalCallDependency(CallSite QueryCS) {
420   assert(getDependency(QueryCS.getInstruction()).isNonLocal() &&
421  "getNonLocalCallDependency should only be used on calls with non-local deps!");
422   PerInstNLInfo &CacheP = NonLocalDeps[QueryCS.getInstruction()];
423   NonLocalDepInfo &Cache = CacheP.first;
424
425   /// DirtyBlocks - This is the set of blocks that need to be recomputed.  In
426   /// the cached case, this can happen due to instructions being deleted etc. In
427   /// the uncached case, this starts out as the set of predecessors we care
428   /// about.
429   SmallVector<BasicBlock*, 32> DirtyBlocks;
430   
431   if (!Cache.empty()) {
432     // Okay, we have a cache entry.  If we know it is not dirty, just return it
433     // with no computation.
434     if (!CacheP.second) {
435       NumCacheNonLocal++;
436       return Cache;
437     }
438     
439     // If we already have a partially computed set of results, scan them to
440     // determine what is dirty, seeding our initial DirtyBlocks worklist.
441     for (NonLocalDepInfo::iterator I = Cache.begin(), E = Cache.end();
442        I != E; ++I)
443       if (I->second.isDirty())
444         DirtyBlocks.push_back(I->first);
445     
446     // Sort the cache so that we can do fast binary search lookups below.
447     std::sort(Cache.begin(), Cache.end());
448     
449     ++NumCacheDirtyNonLocal;
450     //cerr << "CACHED CASE: " << DirtyBlocks.size() << " dirty: "
451     //     << Cache.size() << " cached: " << *QueryInst;
452   } else {
453     // Seed DirtyBlocks with each of the preds of QueryInst's block.
454     BasicBlock *QueryBB = QueryCS.getInstruction()->getParent();
455     for (BasicBlock **PI = PredCache->GetPreds(QueryBB); *PI; ++PI)
456       DirtyBlocks.push_back(*PI);
457     NumUncacheNonLocal++;
458   }
459   
460   // isReadonlyCall - If this is a read-only call, we can be more aggressive.
461   bool isReadonlyCall = AA->onlyReadsMemory(QueryCS);
462
463   SmallPtrSet<BasicBlock*, 64> Visited;
464   
465   unsigned NumSortedEntries = Cache.size();
466   DEBUG(AssertSorted(Cache));
467   
468   // Iterate while we still have blocks to update.
469   while (!DirtyBlocks.empty()) {
470     BasicBlock *DirtyBB = DirtyBlocks.back();
471     DirtyBlocks.pop_back();
472     
473     // Already processed this block?
474     if (!Visited.insert(DirtyBB))
475       continue;
476     
477     // Do a binary search to see if we already have an entry for this block in
478     // the cache set.  If so, find it.
479     DEBUG(AssertSorted(Cache, NumSortedEntries));
480     NonLocalDepInfo::iterator Entry = 
481       std::upper_bound(Cache.begin(), Cache.begin()+NumSortedEntries,
482                        std::make_pair(DirtyBB, MemDepResult()));
483     if (Entry != Cache.begin() && prior(Entry)->first == DirtyBB)
484       --Entry;
485     
486     MemDepResult *ExistingResult = 0;
487     if (Entry != Cache.begin()+NumSortedEntries && 
488         Entry->first == DirtyBB) {
489       // If we already have an entry, and if it isn't already dirty, the block
490       // is done.
491       if (!Entry->second.isDirty())
492         continue;
493       
494       // Otherwise, remember this slot so we can update the value.
495       ExistingResult = &Entry->second;
496     }
497     
498     // If the dirty entry has a pointer, start scanning from it so we don't have
499     // to rescan the entire block.
500     BasicBlock::iterator ScanPos = DirtyBB->end();
501     if (ExistingResult) {
502       if (Instruction *Inst = ExistingResult->getInst()) {
503         ScanPos = Inst;
504         // We're removing QueryInst's use of Inst.
505         RemoveFromReverseMap(ReverseNonLocalDeps, Inst,
506                              QueryCS.getInstruction());
507       }
508     }
509     
510     // Find out if this block has a local dependency for QueryInst.
511     MemDepResult Dep;
512     
513     if (ScanPos != DirtyBB->begin()) {
514       Dep = getCallSiteDependencyFrom(QueryCS, isReadonlyCall,ScanPos, DirtyBB);
515     } else if (DirtyBB != &DirtyBB->getParent()->getEntryBlock()) {
516       // No dependence found.  If this is the entry block of the function, it is
517       // a clobber, otherwise it is non-local.
518       Dep = MemDepResult::getNonLocal();
519     } else {
520       Dep = MemDepResult::getClobber(ScanPos);
521     }
522     
523     // If we had a dirty entry for the block, update it.  Otherwise, just add
524     // a new entry.
525     if (ExistingResult)
526       *ExistingResult = Dep;
527     else
528       Cache.push_back(std::make_pair(DirtyBB, Dep));
529     
530     // If the block has a dependency (i.e. it isn't completely transparent to
531     // the value), remember the association!
532     if (!Dep.isNonLocal()) {
533       // Keep the ReverseNonLocalDeps map up to date so we can efficiently
534       // update this when we remove instructions.
535       if (Instruction *Inst = Dep.getInst())
536         ReverseNonLocalDeps[Inst].insert(QueryCS.getInstruction());
537     } else {
538     
539       // If the block *is* completely transparent to the load, we need to check
540       // the predecessors of this block.  Add them to our worklist.
541       for (BasicBlock **PI = PredCache->GetPreds(DirtyBB); *PI; ++PI)
542         DirtyBlocks.push_back(*PI);
543     }
544   }
545   
546   return Cache;
547 }
548
549 /// getNonLocalPointerDependency - Perform a full dependency query for an
550 /// access to the specified (non-volatile) memory location, returning the
551 /// set of instructions that either define or clobber the value.
552 ///
553 /// This method assumes the pointer has a "NonLocal" dependency within its
554 /// own block.
555 ///
556 void MemoryDependenceAnalysis::
557 getNonLocalPointerDependency(Value *Pointer, bool isLoad, BasicBlock *FromBB,
558                              SmallVectorImpl<NonLocalDepEntry> &Result) {
559   assert(isa<PointerType>(Pointer->getType()) &&
560          "Can't get pointer deps of a non-pointer!");
561   Result.clear();
562   
563   // We know that the pointer value is live into FromBB find the def/clobbers
564   // from presecessors.
565   const Type *EltTy = cast<PointerType>(Pointer->getType())->getElementType();
566   uint64_t PointeeSize = AA->getTypeStoreSize(EltTy);
567   
568   // This is the set of blocks we've inspected, and the pointer we consider in
569   // each block.  Because of critical edges, we currently bail out if querying
570   // a block with multiple different pointers.  This can happen during PHI
571   // translation.
572   DenseMap<BasicBlock*, Value*> Visited;
573   if (!getNonLocalPointerDepFromBB(Pointer, PointeeSize, isLoad, FromBB,
574                                    Result, Visited, true))
575     return;
576   Result.clear();
577   Result.push_back(std::make_pair(FromBB,
578                                   MemDepResult::getClobber(FromBB->begin())));
579 }
580
581 /// GetNonLocalInfoForBlock - Compute the memdep value for BB with
582 /// Pointer/PointeeSize using either cached information in Cache or by doing a
583 /// lookup (which may use dirty cache info if available).  If we do a lookup,
584 /// add the result to the cache.
585 MemDepResult MemoryDependenceAnalysis::
586 GetNonLocalInfoForBlock(Value *Pointer, uint64_t PointeeSize,
587                         bool isLoad, BasicBlock *BB,
588                         NonLocalDepInfo *Cache, unsigned NumSortedEntries) {
589   
590   // Do a binary search to see if we already have an entry for this block in
591   // the cache set.  If so, find it.
592   NonLocalDepInfo::iterator Entry =
593     std::upper_bound(Cache->begin(), Cache->begin()+NumSortedEntries,
594                      std::make_pair(BB, MemDepResult()));
595   if (Entry != Cache->begin() && prior(Entry)->first == BB)
596     --Entry;
597   
598   MemDepResult *ExistingResult = 0;
599   if (Entry != Cache->begin()+NumSortedEntries && Entry->first == BB)
600     ExistingResult = &Entry->second;
601   
602   // If we have a cached entry, and it is non-dirty, use it as the value for
603   // this dependency.
604   if (ExistingResult && !ExistingResult->isDirty()) {
605     ++NumCacheNonLocalPtr;
606     return *ExistingResult;
607   }    
608   
609   // Otherwise, we have to scan for the value.  If we have a dirty cache
610   // entry, start scanning from its position, otherwise we scan from the end
611   // of the block.
612   BasicBlock::iterator ScanPos = BB->end();
613   if (ExistingResult && ExistingResult->getInst()) {
614     assert(ExistingResult->getInst()->getParent() == BB &&
615            "Instruction invalidated?");
616     ++NumCacheDirtyNonLocalPtr;
617     ScanPos = ExistingResult->getInst();
618     
619     // Eliminating the dirty entry from 'Cache', so update the reverse info.
620     ValueIsLoadPair CacheKey(Pointer, isLoad);
621     RemoveFromReverseMap(ReverseNonLocalPtrDeps, ScanPos, CacheKey);
622   } else {
623     ++NumUncacheNonLocalPtr;
624   }
625   
626   // Scan the block for the dependency.
627   MemDepResult Dep = getPointerDependencyFrom(Pointer, PointeeSize, isLoad, 
628                                               ScanPos, BB);
629   
630   // If we had a dirty entry for the block, update it.  Otherwise, just add
631   // a new entry.
632   if (ExistingResult)
633     *ExistingResult = Dep;
634   else
635     Cache->push_back(std::make_pair(BB, Dep));
636   
637   // If the block has a dependency (i.e. it isn't completely transparent to
638   // the value), remember the reverse association because we just added it
639   // to Cache!
640   if (Dep.isNonLocal())
641     return Dep;
642   
643   // Keep the ReverseNonLocalPtrDeps map up to date so we can efficiently
644   // update MemDep when we remove instructions.
645   Instruction *Inst = Dep.getInst();
646   assert(Inst && "Didn't depend on anything?");
647   ValueIsLoadPair CacheKey(Pointer, isLoad);
648   ReverseNonLocalPtrDeps[Inst].insert(CacheKey);
649   return Dep;
650 }
651
652 /// SortNonLocalDepInfoCache - Sort the a NonLocalDepInfo cache, given a certain
653 /// number of elements in the array that are already properly ordered.  This is
654 /// optimized for the case when only a few entries are added.
655 static void 
656 SortNonLocalDepInfoCache(MemoryDependenceAnalysis::NonLocalDepInfo &Cache,
657                          unsigned NumSortedEntries) {
658   switch (Cache.size() - NumSortedEntries) {
659   case 0:
660     // done, no new entries.
661     break;
662   case 2: {
663     // Two new entries, insert the last one into place.
664     MemoryDependenceAnalysis::NonLocalDepEntry Val = Cache.back();
665     Cache.pop_back();
666     MemoryDependenceAnalysis::NonLocalDepInfo::iterator Entry =
667       std::upper_bound(Cache.begin(), Cache.end()-1, Val);
668     Cache.insert(Entry, Val);
669     // FALL THROUGH.
670   }
671   case 1:
672     // One new entry, Just insert the new value at the appropriate position.
673     if (Cache.size() != 1) {
674       MemoryDependenceAnalysis::NonLocalDepEntry Val = Cache.back();
675       Cache.pop_back();
676       MemoryDependenceAnalysis::NonLocalDepInfo::iterator Entry =
677         std::upper_bound(Cache.begin(), Cache.end(), Val);
678       Cache.insert(Entry, Val);
679     }
680     break;
681   default:
682     // Added many values, do a full scale sort.
683     std::sort(Cache.begin(), Cache.end());
684     break;
685   }
686 }
687
688 /// isPHITranslatable - Return true if the specified computation is derived from
689 /// a PHI node in the current block and if it is simple enough for us to handle.
690 static bool isPHITranslatable(Instruction *Inst) {
691   if (isa<PHINode>(Inst))
692     return true;
693   
694   // We can handle bitcast of a PHI, but the PHI needs to be in the same block
695   // as the bitcast.
696   if (BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(Inst))
697     if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(BC->getOperand(0)))
698       if (PN->getParent() == BC->getParent())
699         return true;
700   
701   // We can translate a GEP that uses a PHI in the current block for at least
702   // one of its operands.
703   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Inst)) {
704     for (unsigned i = 0, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i)
705       if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(GEP->getOperand(i)))
706         if (PN->getParent() == GEP->getParent())
707           return true;
708   }
709
710   //   cerr << "MEMDEP: Could not PHI translate: " << *Pointer;
711   //   if (isa<BitCastInst>(PtrInst) || isa<GetElementPtrInst>(PtrInst))
712   //     cerr << "OP:\t\t\t\t" << *PtrInst->getOperand(0);
713   
714   return false;
715 }
716
717 /// PHITranslateForPred - Given a computation that satisfied the
718 /// isPHITranslatable predicate, see if we can translate the computation into
719 /// the specified predecessor block.  If so, return that value.
720 Value *MemoryDependenceAnalysis::
721 PHITranslatePointer(Value *InVal, BasicBlock *CurBB, BasicBlock *Pred,
722                     const TargetData *TD) const {  
723   // If the input value is not an instruction, or if it is not defined in CurBB,
724   // then we don't need to phi translate it.
725   Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(InVal);
726   if (Inst == 0 || Inst->getParent() != CurBB)
727     return InVal;
728   
729   if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(Inst))
730     return PN->getIncomingValueForBlock(Pred);
731   
732   // Handle bitcast of PHI.
733   if (BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(Inst)) {
734     PHINode *BCPN = cast<PHINode>(BC->getOperand(0));
735     Value *PHIIn = BCPN->getIncomingValueForBlock(Pred);
736     
737     // Constants are trivial to phi translate.
738     if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(PHIIn))
739       return ConstantExpr::getBitCast(C, BC->getType());
740     
741     // Otherwise we have to see if a bitcasted version of the incoming pointer
742     // is available.  If so, we can use it, otherwise we have to fail.
743     for (Value::use_iterator UI = PHIIn->use_begin(), E = PHIIn->use_end();
744          UI != E; ++UI) {
745       if (BitCastInst *BCI = dyn_cast<BitCastInst>(*UI))
746         if (BCI->getType() == BC->getType())
747           return BCI;
748     }
749     return 0;
750   }
751
752   // Handle getelementptr with at least one PHI operand.
753   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Inst)) {
754     SmallVector<Value*, 8> GEPOps;
755     BasicBlock *CurBB = GEP->getParent();
756     for (unsigned i = 0, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i) {
757       Value *GEPOp = GEP->getOperand(i);
758       // No PHI translation is needed of operands whose values are live in to
759       // the predecessor block.
760       if (!isa<Instruction>(GEPOp) ||
761           cast<Instruction>(GEPOp)->getParent() != CurBB) {
762         GEPOps.push_back(GEPOp);
763         continue;
764       }
765       
766       // If the operand is a phi node, do phi translation.
767       if (PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(GEPOp)) {
768         GEPOps.push_back(PN->getIncomingValueForBlock(Pred));
769         continue;
770       }
771       
772       // Otherwise, we can't PHI translate this random value defined in this
773       // block.
774       return 0;
775     }
776     
777     // Simplify the GEP to handle 'gep x, 0' -> x etc.
778     if (Value *V = SimplifyGEPInst(&GEPOps[0], GEPOps.size(), TD))
779       return V;
780
781
782     // Scan to see if we have this GEP available.
783     Value *APHIOp = GEPOps[0];
784     for (Value::use_iterator UI = APHIOp->use_begin(), E = APHIOp->use_end();
785          UI != E; ++UI) {
786       if (GetElementPtrInst *GEPI = dyn_cast<GetElementPtrInst>(*UI))
787         if (GEPI->getType() == GEP->getType() &&
788             GEPI->getNumOperands() == GEPOps.size() &&
789             GEPI->getParent()->getParent() == CurBB->getParent()) {
790           bool Mismatch = false;
791           for (unsigned i = 0, e = GEPOps.size(); i != e; ++i)
792             if (GEPI->getOperand(i) != GEPOps[i]) {
793               Mismatch = true;
794               break;
795             }
796           if (!Mismatch)
797             return GEPI;
798         }
799     }
800     return 0;
801   }
802   
803   return 0;
804 }
805
806 /// InsertPHITranslatedPointer - Insert a computation of the PHI translated
807 /// version of 'V' for the edge PredBB->CurBB into the end of the PredBB
808 /// block.
809 ///
810 /// This is only called when PHITranslatePointer returns a value that doesn't
811 /// dominate the block, so we don't need to handle the trivial cases here.
812 Value *MemoryDependenceAnalysis::
813 InsertPHITranslatedPointer(Value *InVal, BasicBlock *CurBB,
814                            BasicBlock *PredBB, const TargetData *TD) const {
815   // If the input value isn't an instruction in CurBB, it doesn't need phi
816   // translation.
817   Instruction *Inst = cast<Instruction>(InVal);
818   assert(Inst->getParent() == CurBB && "Doesn't need phi trans");
819
820   // Handle bitcast of PHI.
821   if (BitCastInst *BC = dyn_cast<BitCastInst>(Inst)) {
822     PHINode *BCPN = cast<PHINode>(BC->getOperand(0));
823     Value *PHIIn = BCPN->getIncomingValueForBlock(PredBB);
824     
825     // Otherwise insert a bitcast at the end of PredBB.
826     return new BitCastInst(PHIIn, InVal->getType(),
827                            InVal->getName()+".phi.trans.insert",
828                            PredBB->getTerminator());
829   }
830   
831   // Handle getelementptr with at least one PHI operand.
832   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Inst)) {
833     SmallVector<Value*, 8> GEPOps;
834     Value *APHIOp = 0;
835     BasicBlock *CurBB = GEP->getParent();
836     for (unsigned i = 0, e = GEP->getNumOperands(); i != e; ++i) {
837       GEPOps.push_back(GEP->getOperand(i)->DoPHITranslation(CurBB, PredBB));
838       if (!isa<Constant>(GEPOps.back()))
839         APHIOp = GEPOps.back();
840     }
841     
842     GetElementPtrInst *Result = 
843       GetElementPtrInst::Create(GEPOps[0], GEPOps.begin()+1, GEPOps.end(),
844                                 InVal->getName()+".phi.trans.insert",
845                                 PredBB->getTerminator());
846     Result->setIsInBounds(GEP->isInBounds());
847     return Result;
848   }
849   
850   return 0;
851 }
852
853 /// getNonLocalPointerDepFromBB - Perform a dependency query based on
854 /// pointer/pointeesize starting at the end of StartBB.  Add any clobber/def
855 /// results to the results vector and keep track of which blocks are visited in
856 /// 'Visited'.
857 ///
858 /// This has special behavior for the first block queries (when SkipFirstBlock
859 /// is true).  In this special case, it ignores the contents of the specified
860 /// block and starts returning dependence info for its predecessors.
861 ///
862 /// This function returns false on success, or true to indicate that it could
863 /// not compute dependence information for some reason.  This should be treated
864 /// as a clobber dependence on the first instruction in the predecessor block.
865 bool MemoryDependenceAnalysis::
866 getNonLocalPointerDepFromBB(Value *Pointer, uint64_t PointeeSize,
867                             bool isLoad, BasicBlock *StartBB,
868                             SmallVectorImpl<NonLocalDepEntry> &Result,
869                             DenseMap<BasicBlock*, Value*> &Visited,
870                             bool SkipFirstBlock) {
871   
872   // Look up the cached info for Pointer.
873   ValueIsLoadPair CacheKey(Pointer, isLoad);
874   
875   std::pair<BBSkipFirstBlockPair, NonLocalDepInfo> *CacheInfo =
876     &NonLocalPointerDeps[CacheKey];
877   NonLocalDepInfo *Cache = &CacheInfo->second;
878
879   // If we have valid cached information for exactly the block we are
880   // investigating, just return it with no recomputation.
881   if (CacheInfo->first == BBSkipFirstBlockPair(StartBB, SkipFirstBlock)) {
882     // We have a fully cached result for this query then we can just return the
883     // cached results and populate the visited set.  However, we have to verify
884     // that we don't already have conflicting results for these blocks.  Check
885     // to ensure that if a block in the results set is in the visited set that
886     // it was for the same pointer query.
887     if (!Visited.empty()) {
888       for (NonLocalDepInfo::iterator I = Cache->begin(), E = Cache->end();
889            I != E; ++I) {
890         DenseMap<BasicBlock*, Value*>::iterator VI = Visited.find(I->first);
891         if (VI == Visited.end() || VI->second == Pointer) continue;
892         
893         // We have a pointer mismatch in a block.  Just return clobber, saying
894         // that something was clobbered in this result.  We could also do a
895         // non-fully cached query, but there is little point in doing this.
896         return true;
897       }
898     }
899     
900     for (NonLocalDepInfo::iterator I = Cache->begin(), E = Cache->end();
901          I != E; ++I) {
902       Visited.insert(std::make_pair(I->first, Pointer));
903       if (!I->second.isNonLocal())
904         Result.push_back(*I);
905     }
906     ++NumCacheCompleteNonLocalPtr;
907     return false;
908   }
909   
910   // Otherwise, either this is a new block, a block with an invalid cache
911   // pointer or one that we're about to invalidate by putting more info into it
912   // than its valid cache info.  If empty, the result will be valid cache info,
913   // otherwise it isn't.
914   if (Cache->empty())
915     CacheInfo->first = BBSkipFirstBlockPair(StartBB, SkipFirstBlock);
916   else
917     CacheInfo->first = BBSkipFirstBlockPair();
918   
919   SmallVector<BasicBlock*, 32> Worklist;
920   Worklist.push_back(StartBB);
921   
922   // Keep track of the entries that we know are sorted.  Previously cached
923   // entries will all be sorted.  The entries we add we only sort on demand (we
924   // don't insert every element into its sorted position).  We know that we
925   // won't get any reuse from currently inserted values, because we don't
926   // revisit blocks after we insert info for them.
927   unsigned NumSortedEntries = Cache->size();
928   DEBUG(AssertSorted(*Cache));
929   
930   while (!Worklist.empty()) {
931     BasicBlock *BB = Worklist.pop_back_val();
932     
933     // Skip the first block if we have it.
934     if (!SkipFirstBlock) {
935       // Analyze the dependency of *Pointer in FromBB.  See if we already have
936       // been here.
937       assert(Visited.count(BB) && "Should check 'visited' before adding to WL");
938
939       // Get the dependency info for Pointer in BB.  If we have cached
940       // information, we will use it, otherwise we compute it.
941       DEBUG(AssertSorted(*Cache, NumSortedEntries));
942       MemDepResult Dep = GetNonLocalInfoForBlock(Pointer, PointeeSize, isLoad,
943                                                  BB, Cache, NumSortedEntries);
944       
945       // If we got a Def or Clobber, add this to the list of results.
946       if (!Dep.isNonLocal()) {
947         Result.push_back(NonLocalDepEntry(BB, Dep));
948         continue;
949       }
950     }
951     
952     // If 'Pointer' is an instruction defined in this block, then we need to do
953     // phi translation to change it into a value live in the predecessor block.
954     // If phi translation fails, then we can't continue dependence analysis.
955     Instruction *PtrInst = dyn_cast<Instruction>(Pointer);
956     bool NeedsPHITranslation = PtrInst && PtrInst->getParent() == BB;
957     
958     // If no PHI translation is needed, just add all the predecessors of this
959     // block to scan them as well.
960     if (!NeedsPHITranslation) {
961       SkipFirstBlock = false;
962       for (BasicBlock **PI = PredCache->GetPreds(BB); *PI; ++PI) {
963         // Verify that we haven't looked at this block yet.
964         std::pair<DenseMap<BasicBlock*,Value*>::iterator, bool>
965           InsertRes = Visited.insert(std::make_pair(*PI, Pointer));
966         if (InsertRes.second) {
967           // First time we've looked at *PI.
968           Worklist.push_back(*PI);
969           continue;
970         }
971         
972         // If we have seen this block before, but it was with a different
973         // pointer then we have a phi translation failure and we have to treat
974         // this as a clobber.
975         if (InsertRes.first->second != Pointer)
976           goto PredTranslationFailure;
977       }
978       continue;
979     }
980     
981     // If we do need to do phi translation, then there are a bunch of different
982     // cases, because we have to find a Value* live in the predecessor block. We
983     // know that PtrInst is defined in this block at least.
984
985     // We may have added values to the cache list before this PHI translation.
986     // If so, we haven't done anything to ensure that the cache remains sorted.
987     // Sort it now (if needed) so that recursive invocations of
988     // getNonLocalPointerDepFromBB and other routines that could reuse the cache
989     // value will only see properly sorted cache arrays.
990     if (Cache && NumSortedEntries != Cache->size()) {
991       SortNonLocalDepInfoCache(*Cache, NumSortedEntries);
992       NumSortedEntries = Cache->size();
993     }
994     
995     // If this is a computation derived from a PHI node, use the suitably
996     // translated incoming values for each pred as the phi translated version.
997     if (!isPHITranslatable(PtrInst))
998       goto PredTranslationFailure;
999
1000     Cache = 0;
1001       
1002     for (BasicBlock **PI = PredCache->GetPreds(BB); *PI; ++PI) {
1003       BasicBlock *Pred = *PI;
1004       Value *PredPtr = PHITranslatePointer(PtrInst, BB, Pred, TD);
1005       
1006       // If PHI translation fails, bail out.
1007       if (PredPtr == 0)
1008         goto PredTranslationFailure;
1009       
1010       // Check to see if we have already visited this pred block with another
1011       // pointer.  If so, we can't do this lookup.  This failure can occur
1012       // with PHI translation when a critical edge exists and the PHI node in
1013       // the successor translates to a pointer value different than the
1014       // pointer the block was first analyzed with.
1015       std::pair<DenseMap<BasicBlock*,Value*>::iterator, bool>
1016         InsertRes = Visited.insert(std::make_pair(Pred, PredPtr));
1017
1018       if (!InsertRes.second) {
1019         // If the predecessor was visited with PredPtr, then we already did
1020         // the analysis and can ignore it.
1021         if (InsertRes.first->second == PredPtr)
1022           continue;
1023         
1024         // Otherwise, the block was previously analyzed with a different
1025         // pointer.  We can't represent the result of this case, so we just
1026         // treat this as a phi translation failure.
1027         goto PredTranslationFailure;
1028       }
1029
1030       // FIXME: it is entirely possible that PHI translating will end up with
1031       // the same value.  Consider PHI translating something like:
1032       // X = phi [x, bb1], [y, bb2].  PHI translating for bb1 doesn't *need*
1033       // to recurse here, pedantically speaking.
1034       
1035       // If we have a problem phi translating, fall through to the code below
1036       // to handle the failure condition.
1037       if (getNonLocalPointerDepFromBB(PredPtr, PointeeSize, isLoad, Pred,
1038                                       Result, Visited))
1039         goto PredTranslationFailure;
1040     }
1041     
1042     // Refresh the CacheInfo/Cache pointer so that it isn't invalidated.
1043     CacheInfo = &NonLocalPointerDeps[CacheKey];
1044     Cache = &CacheInfo->second;
1045     NumSortedEntries = Cache->size();
1046     
1047     // Since we did phi translation, the "Cache" set won't contain all of the
1048     // results for the query.  This is ok (we can still use it to accelerate
1049     // specific block queries) but we can't do the fastpath "return all
1050     // results from the set"  Clear out the indicator for this.
1051     CacheInfo->first = BBSkipFirstBlockPair();
1052     SkipFirstBlock = false;
1053     continue;
1054
1055   PredTranslationFailure:
1056     
1057     if (Cache == 0) {
1058       // Refresh the CacheInfo/Cache pointer if it got invalidated.
1059       CacheInfo = &NonLocalPointerDeps[CacheKey];
1060       Cache = &CacheInfo->second;
1061       NumSortedEntries = Cache->size();
1062     }
1063     
1064     // Since we did phi translation, the "Cache" set won't contain all of the
1065     // results for the query.  This is ok (we can still use it to accelerate
1066     // specific block queries) but we can't do the fastpath "return all
1067     // results from the set"  Clear out the indicator for this.
1068     CacheInfo->first = BBSkipFirstBlockPair();
1069     
1070     // If *nothing* works, mark the pointer as being clobbered by the first
1071     // instruction in this block.
1072     //
1073     // If this is the magic first block, return this as a clobber of the whole
1074     // incoming value.  Since we can't phi translate to one of the predecessors,
1075     // we have to bail out.
1076     if (SkipFirstBlock)
1077       return true;
1078     
1079     for (NonLocalDepInfo::reverse_iterator I = Cache->rbegin(); ; ++I) {
1080       assert(I != Cache->rend() && "Didn't find current block??");
1081       if (I->first != BB)
1082         continue;
1083       
1084       assert(I->second.isNonLocal() &&
1085              "Should only be here with transparent block");
1086       I->second = MemDepResult::getClobber(BB->begin());
1087       ReverseNonLocalPtrDeps[BB->begin()].insert(CacheKey);
1088       Result.push_back(*I);
1089       break;
1090     }
1091   }
1092
1093   // Okay, we're done now.  If we added new values to the cache, re-sort it.
1094   SortNonLocalDepInfoCache(*Cache, NumSortedEntries);
1095   DEBUG(AssertSorted(*Cache));
1096   return false;
1097 }
1098
1099 /// RemoveCachedNonLocalPointerDependencies - If P exists in
1100 /// CachedNonLocalPointerInfo, remove it.
1101 void MemoryDependenceAnalysis::
1102 RemoveCachedNonLocalPointerDependencies(ValueIsLoadPair P) {
1103   CachedNonLocalPointerInfo::iterator It = 
1104     NonLocalPointerDeps.find(P);
1105   if (It == NonLocalPointerDeps.end()) return;
1106   
1107   // Remove all of the entries in the BB->val map.  This involves removing
1108   // instructions from the reverse map.
1109   NonLocalDepInfo &PInfo = It->second.second;
1110   
1111   for (unsigned i = 0, e = PInfo.size(); i != e; ++i) {
1112     Instruction *Target = PInfo[i].second.getInst();
1113     if (Target == 0) continue;  // Ignore non-local dep results.
1114     assert(Target->getParent() == PInfo[i].first);
1115     
1116     // Eliminating the dirty entry from 'Cache', so update the reverse info.
1117     RemoveFromReverseMap(ReverseNonLocalPtrDeps, Target, P);
1118   }
1119   
1120   // Remove P from NonLocalPointerDeps (which deletes NonLocalDepInfo).
1121   NonLocalPointerDeps.erase(It);
1122 }
1123
1124
1125 /// invalidateCachedPointerInfo - This method is used to invalidate cached
1126 /// information about the specified pointer, because it may be too
1127 /// conservative in memdep.  This is an optional call that can be used when
1128 /// the client detects an equivalence between the pointer and some other
1129 /// value and replaces the other value with ptr. This can make Ptr available
1130 /// in more places that cached info does not necessarily keep.
1131 void MemoryDependenceAnalysis::invalidateCachedPointerInfo(Value *Ptr) {
1132   // If Ptr isn't really a pointer, just ignore it.
1133   if (!isa<PointerType>(Ptr->getType())) return;
1134   // Flush store info for the pointer.
1135   RemoveCachedNonLocalPointerDependencies(ValueIsLoadPair(Ptr, false));
1136   // Flush load info for the pointer.
1137   RemoveCachedNonLocalPointerDependencies(ValueIsLoadPair(Ptr, true));
1138 }
1139
1140 /// removeInstruction - Remove an instruction from the dependence analysis,
1141 /// updating the dependence of instructions that previously depended on it.
1142 /// This method attempts to keep the cache coherent using the reverse map.
1143 void MemoryDependenceAnalysis::removeInstruction(Instruction *RemInst) {
1144   // Walk through the Non-local dependencies, removing this one as the value
1145   // for any cached queries.
1146   NonLocalDepMapType::iterator NLDI = NonLocalDeps.find(RemInst);
1147   if (NLDI != NonLocalDeps.end()) {
1148     NonLocalDepInfo &BlockMap = NLDI->second.first;
1149     for (NonLocalDepInfo::iterator DI = BlockMap.begin(), DE = BlockMap.end();
1150          DI != DE; ++DI)
1151       if (Instruction *Inst = DI->second.getInst())
1152         RemoveFromReverseMap(ReverseNonLocalDeps, Inst, RemInst);
1153     NonLocalDeps.erase(NLDI);
1154   }
1155
1156   // If we have a cached local dependence query for this instruction, remove it.
1157   //
1158   LocalDepMapType::iterator LocalDepEntry = LocalDeps.find(RemInst);
1159   if (LocalDepEntry != LocalDeps.end()) {
1160     // Remove us from DepInst's reverse set now that the local dep info is gone.
1161     if (Instruction *Inst = LocalDepEntry->second.getInst())
1162       RemoveFromReverseMap(ReverseLocalDeps, Inst, RemInst);
1163
1164     // Remove this local dependency info.
1165     LocalDeps.erase(LocalDepEntry);
1166   }
1167   
1168   // If we have any cached pointer dependencies on this instruction, remove
1169   // them.  If the instruction has non-pointer type, then it can't be a pointer
1170   // base.
1171   
1172   // Remove it from both the load info and the store info.  The instruction
1173   // can't be in either of these maps if it is non-pointer.
1174   if (isa<PointerType>(RemInst->getType())) {
1175     RemoveCachedNonLocalPointerDependencies(ValueIsLoadPair(RemInst, false));
1176     RemoveCachedNonLocalPointerDependencies(ValueIsLoadPair(RemInst, true));
1177   }
1178   
1179   // Loop over all of the things that depend on the instruction we're removing.
1180   // 
1181   SmallVector<std::pair<Instruction*, Instruction*>, 8> ReverseDepsToAdd;
1182
1183   // If we find RemInst as a clobber or Def in any of the maps for other values,
1184   // we need to replace its entry with a dirty version of the instruction after
1185   // it.  If RemInst is a terminator, we use a null dirty value.
1186   //
1187   // Using a dirty version of the instruction after RemInst saves having to scan
1188   // the entire block to get to this point.
1189   MemDepResult NewDirtyVal;
1190   if (!RemInst->isTerminator())
1191     NewDirtyVal = MemDepResult::getDirty(++BasicBlock::iterator(RemInst));
1192   
1193   ReverseDepMapType::iterator ReverseDepIt = ReverseLocalDeps.find(RemInst);
1194   if (ReverseDepIt != ReverseLocalDeps.end()) {
1195     SmallPtrSet<Instruction*, 4> &ReverseDeps = ReverseDepIt->second;
1196     // RemInst can't be the terminator if it has local stuff depending on it.
1197     assert(!ReverseDeps.empty() && !isa<TerminatorInst>(RemInst) &&
1198            "Nothing can locally depend on a terminator");
1199     
1200     for (SmallPtrSet<Instruction*, 4>::iterator I = ReverseDeps.begin(),
1201          E = ReverseDeps.end(); I != E; ++I) {
1202       Instruction *InstDependingOnRemInst = *I;
1203       assert(InstDependingOnRemInst != RemInst &&
1204              "Already removed our local dep info");
1205                         
1206       LocalDeps[InstDependingOnRemInst] = NewDirtyVal;
1207       
1208       // Make sure to remember that new things depend on NewDepInst.
1209       assert(NewDirtyVal.getInst() && "There is no way something else can have "
1210              "a local dep on this if it is a terminator!");
1211       ReverseDepsToAdd.push_back(std::make_pair(NewDirtyVal.getInst(), 
1212                                                 InstDependingOnRemInst));
1213     }
1214     
1215     ReverseLocalDeps.erase(ReverseDepIt);
1216
1217     // Add new reverse deps after scanning the set, to avoid invalidating the
1218     // 'ReverseDeps' reference.
1219     while (!ReverseDepsToAdd.empty()) {
1220       ReverseLocalDeps[ReverseDepsToAdd.back().first]
1221         .insert(ReverseDepsToAdd.back().second);
1222       ReverseDepsToAdd.pop_back();
1223     }
1224   }
1225   
1226   ReverseDepIt = ReverseNonLocalDeps.find(RemInst);
1227   if (ReverseDepIt != ReverseNonLocalDeps.end()) {
1228     SmallPtrSet<Instruction*, 4> &Set = ReverseDepIt->second;
1229     for (SmallPtrSet<Instruction*, 4>::iterator I = Set.begin(), E = Set.end();
1230          I != E; ++I) {
1231       assert(*I != RemInst && "Already removed NonLocalDep info for RemInst");
1232       
1233       PerInstNLInfo &INLD = NonLocalDeps[*I];
1234       // The information is now dirty!
1235       INLD.second = true;
1236       
1237       for (NonLocalDepInfo::iterator DI = INLD.first.begin(), 
1238            DE = INLD.first.end(); DI != DE; ++DI) {
1239         if (DI->second.getInst() != RemInst) continue;
1240         
1241         // Convert to a dirty entry for the subsequent instruction.
1242         DI->second = NewDirtyVal;
1243         
1244         if (Instruction *NextI = NewDirtyVal.getInst())
1245           ReverseDepsToAdd.push_back(std::make_pair(NextI, *I));
1246       }
1247     }
1248
1249     ReverseNonLocalDeps.erase(ReverseDepIt);
1250
1251     // Add new reverse deps after scanning the set, to avoid invalidating 'Set'
1252     while (!ReverseDepsToAdd.empty()) {
1253       ReverseNonLocalDeps[ReverseDepsToAdd.back().first]
1254         .insert(ReverseDepsToAdd.back().second);
1255       ReverseDepsToAdd.pop_back();
1256     }
1257   }
1258   
1259   // If the instruction is in ReverseNonLocalPtrDeps then it appears as a
1260   // value in the NonLocalPointerDeps info.
1261   ReverseNonLocalPtrDepTy::iterator ReversePtrDepIt =
1262     ReverseNonLocalPtrDeps.find(RemInst);
1263   if (ReversePtrDepIt != ReverseNonLocalPtrDeps.end()) {
1264     SmallPtrSet<ValueIsLoadPair, 4> &Set = ReversePtrDepIt->second;
1265     SmallVector<std::pair<Instruction*, ValueIsLoadPair>,8> ReversePtrDepsToAdd;
1266     
1267     for (SmallPtrSet<ValueIsLoadPair, 4>::iterator I = Set.begin(),
1268          E = Set.end(); I != E; ++I) {
1269       ValueIsLoadPair P = *I;
1270       assert(P.getPointer() != RemInst &&
1271              "Already removed NonLocalPointerDeps info for RemInst");
1272       
1273       NonLocalDepInfo &NLPDI = NonLocalPointerDeps[P].second;
1274       
1275       // The cache is not valid for any specific block anymore.
1276       NonLocalPointerDeps[P].first = BBSkipFirstBlockPair();
1277       
1278       // Update any entries for RemInst to use the instruction after it.
1279       for (NonLocalDepInfo::iterator DI = NLPDI.begin(), DE = NLPDI.end();
1280            DI != DE; ++DI) {
1281         if (DI->second.getInst() != RemInst) continue;
1282         
1283         // Convert to a dirty entry for the subsequent instruction.
1284         DI->second = NewDirtyVal;
1285         
1286         if (Instruction *NewDirtyInst = NewDirtyVal.getInst())
1287           ReversePtrDepsToAdd.push_back(std::make_pair(NewDirtyInst, P));
1288       }
1289       
1290       // Re-sort the NonLocalDepInfo.  Changing the dirty entry to its
1291       // subsequent value may invalidate the sortedness.
1292       std::sort(NLPDI.begin(), NLPDI.end());
1293     }
1294     
1295     ReverseNonLocalPtrDeps.erase(ReversePtrDepIt);
1296     
1297     while (!ReversePtrDepsToAdd.empty()) {
1298       ReverseNonLocalPtrDeps[ReversePtrDepsToAdd.back().first]
1299         .insert(ReversePtrDepsToAdd.back().second);
1300       ReversePtrDepsToAdd.pop_back();
1301     }
1302   }
1303   
1304   
1305   assert(!NonLocalDeps.count(RemInst) && "RemInst got reinserted?");
1306   AA->deleteValue(RemInst);
1307   DEBUG(verifyRemoved(RemInst));
1308 }
1309 /// verifyRemoved - Verify that the specified instruction does not occur
1310 /// in our internal data structures.
1311 void MemoryDependenceAnalysis::verifyRemoved(Instruction *D) const {
1312   for (LocalDepMapType::const_iterator I = LocalDeps.begin(),
1313        E = LocalDeps.end(); I != E; ++I) {
1314     assert(I->first != D && "Inst occurs in data structures");
1315     assert(I->second.getInst() != D &&
1316            "Inst occurs in data structures");
1317   }
1318   
1319   for (CachedNonLocalPointerInfo::const_iterator I =NonLocalPointerDeps.begin(),
1320        E = NonLocalPointerDeps.end(); I != E; ++I) {
1321     assert(I->first.getPointer() != D && "Inst occurs in NLPD map key");
1322     const NonLocalDepInfo &Val = I->second.second;
1323     for (NonLocalDepInfo::const_iterator II = Val.begin(), E = Val.end();
1324          II != E; ++II)
1325       assert(II->second.getInst() != D && "Inst occurs as NLPD value");
1326   }
1327   
1328   for (NonLocalDepMapType::const_iterator I = NonLocalDeps.begin(),
1329        E = NonLocalDeps.end(); I != E; ++I) {
1330     assert(I->first != D && "Inst occurs in data structures");
1331     const PerInstNLInfo &INLD = I->second;
1332     for (NonLocalDepInfo::const_iterator II = INLD.first.begin(),
1333          EE = INLD.first.end(); II  != EE; ++II)
1334       assert(II->second.getInst() != D && "Inst occurs in data structures");
1335   }
1336   
1337   for (ReverseDepMapType::const_iterator I = ReverseLocalDeps.begin(),
1338        E = ReverseLocalDeps.end(); I != E; ++I) {
1339     assert(I->first != D && "Inst occurs in data structures");
1340     for (SmallPtrSet<Instruction*, 4>::const_iterator II = I->second.begin(),
1341          EE = I->second.end(); II != EE; ++II)
1342       assert(*II != D && "Inst occurs in data structures");
1343   }
1344   
1345   for (ReverseDepMapType::const_iterator I = ReverseNonLocalDeps.begin(),
1346        E = ReverseNonLocalDeps.end();
1347        I != E; ++I) {
1348     assert(I->first != D && "Inst occurs in data structures");
1349     for (SmallPtrSet<Instruction*, 4>::const_iterator II = I->second.begin(),
1350          EE = I->second.end(); II != EE; ++II)
1351       assert(*II != D && "Inst occurs in data structures");
1352   }
1353   
1354   for (ReverseNonLocalPtrDepTy::const_iterator
1355        I = ReverseNonLocalPtrDeps.begin(),
1356        E = ReverseNonLocalPtrDeps.end(); I != E; ++I) {
1357     assert(I->first != D && "Inst occurs in rev NLPD map");
1358     
1359     for (SmallPtrSet<ValueIsLoadPair, 4>::const_iterator II = I->second.begin(),
1360          E = I->second.end(); II != E; ++II)
1361       assert(*II != ValueIsLoadPair(D, false) &&
1362              *II != ValueIsLoadPair(D, true) &&
1363              "Inst occurs in ReverseNonLocalPtrDeps map");
1364   }
1365   
1366 }