Change interface to this method a bit
[oota-llvm.git] / include / llvm / Analysis / AliasAnalysis.h
index 64647887e513dba788db287293dfa7225f7ba142..f1ab7031d0931e675565b420a54ebae4c6dc9289 100644 (file)
@@ -1,25 +1,74 @@
 //===- llvm/Analysis/AliasAnalysis.h - Alias Analysis Interface -*- C++ -*-===//
+// 
+//                     The LLVM Compiler Infrastructure
+//
+// This file was developed by the LLVM research group and is distributed under
+// the University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
+// 
+//===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 // This file defines the generic AliasAnalysis interface, which is used as the
 // common interface used by all clients of alias analysis information, and
-// implemented by all alias analysis implementations.
+// implemented by all alias analysis implementations.  Mod/Ref information is
+// also captured by this interface.
 //
 // Implementations of this interface must implement the various virtual methods,
 // which automatically provides functionality for the entire suite of client
 // APIs.
 //
+// This API represents memory as a (Pointer, Size) pair.  The Pointer component
+// specifies the base memory address of the region, the Size specifies how large
+// of an area is being queried.  If Size is 0, two pointers only alias if they
+// are exactly equal.  If size is greater than zero, but small, the two pointers
+// alias if the areas pointed to overlap.  If the size is very large (ie, ~0U),
+// then the two pointers alias if they may be pointing to components of the same
+// memory object.  Pointers that point to two completely different objects in
+// memory never alias, regardless of the value of the Size component.
+//
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #ifndef LLVM_ANALYSIS_ALIAS_ANALYSIS_H
 #define LLVM_ANALYSIS_ALIAS_ANALYSIS_H
 
-class Value;
-class CallInst;
-class InvokeInst;
-class BasicBlock;
-class Instruction;
+#include "llvm/Support/CallSite.h"
+#include "llvm/Pass.h"    // Need this for IncludeFile
+
+namespace llvm {
+
+class LoadInst;
+class StoreInst;
+class TargetData;
+
+class AliasAnalysis {
+protected:
+  const TargetData *TD;
+  AliasAnalysis *AA;       // Previous Alias Analysis to chain to.
+
+  /// InitializeAliasAnalysis - Subclasses must call this method to initialize
+  /// the AliasAnalysis interface before any other methods are called.  This is
+  /// typically called by the run* methods of these subclasses.  This may be
+  /// called multiple times.
+  ///
+  void InitializeAliasAnalysis(Pass *P);
+  
+  // getAnalysisUsage - All alias analysis implementations should invoke this
+  // directly (using AliasAnalysis::getAnalysisUsage(AU)) to make sure that
+  // TargetData is required by the pass.
+  virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const;
+
+public:
+  AliasAnalysis() : TD(0), AA(0) {}
+  virtual ~AliasAnalysis();  // We want to be subclassed
+
+  /// getTargetData - Every alias analysis implementation depends on the size of
+  /// data items in the current Target.  This provides a uniform way to handle
+  /// it.
+  ///
+  const TargetData &getTargetData() const { return *TD; }
 
-struct AliasAnalysis {
+  //===--------------------------------------------------------------------===//
+  /// Alias Queries...
+  ///
 
   /// Alias analysis result - Either we know for sure that it does not alias, we
   /// know for sure it must alias, or we don't know anything: The two pointers
@@ -27,29 +76,117 @@ struct AliasAnalysis {
   ///     if (AA.alias(P1, P2)) { ... }
   /// to check to see if two pointers might alias.
   ///
-  enum Result { NoAlias = 0, MayAlias = 1, MustAlias = 2 };
+  enum AliasResult { NoAlias = 0, MayAlias = 1, MustAlias = 2 };
 
   /// alias - The main low level interface to the alias analysis implementation.
   /// Returns a Result indicating whether the two pointers are aliased to each
   /// other.  This is the interface that must be implemented by specific alias
   /// analysis implementations.
   ///
-  virtual Result alias(const Value *V1, const Value *V2) const = 0;
+  virtual AliasResult alias(const Value *V1, unsigned V1Size,
+                            const Value *V2, unsigned V2Size);
+
+  /// getMustAliases - If there are any pointers known that must alias this
+  /// pointer, return them now.  This allows alias-set based alias analyses to
+  /// perform a form a value numbering (which is exposed by load-vn).  If an
+  /// alias analysis supports this, it should ADD any must aliased pointers to
+  /// the specified vector.
+  ///
+  virtual void getMustAliases(Value *P, std::vector<Value*> &RetVals);
+
+  /// pointsToConstantMemory - If the specified pointer is known to point into
+  /// constant global memory, return true.  This allows disambiguation of store
+  /// instructions from constant pointers.
+  ///
+  virtual bool pointsToConstantMemory(const Value *P);
+
+  /// doesNotAccessMemory - If the specified function is known to never read or
+  /// write memory, return true.  If the function only reads from known-constant
+  /// memory, it is also legal to return true.  Functions that unwind the stack
+  /// are not legal for this predicate.
+  ///
+  /// Many optimizations (such as CSE and LICM) can be performed on calls to it,
+  /// without worrying about aliasing properties, and many functions have this
+  /// property (e.g. 'sin' and 'cos').
+  ///
+  /// This property corresponds to the GCC 'const' attribute.
+  ///
+  virtual bool doesNotAccessMemory(Function *F);
 
-  /// canCallModify - Return a Result that indicates whether the specified
-  /// function call can modify the memory location pointed to by Ptr.
+  /// onlyReadsMemory - If the specified function is known to only read from
+  /// non-volatile memory (or not access memory at all), return true.  Functions
+  /// that unwind the stack are not legal for this predicate.
   ///
-  virtual Result canCallModify(const CallInst &CI, const Value *Ptr) const = 0;
+  /// This property allows many common optimizations to be performed in the
+  /// absence of interfering store instructions, such as CSE of strlen calls.
+  ///
+  /// This property corresponds to the GCC 'pure' attribute.
+  ///
+  virtual bool onlyReadsMemory(Function *F);
+
 
-  /// canInvokeModify - Return a Result that indicates whether the specified
-  /// function invoke can modify the memory location pointed to by Ptr.
+  //===--------------------------------------------------------------------===//
+  /// Simple mod/ref information...
+  ///
+
+  /// ModRefResult - Represent the result of a mod/ref query.  Mod and Ref are
+  /// bits which may be or'd together.
+  ///
+  enum ModRefResult { NoModRef = 0, Ref = 1, Mod = 2, ModRef = 3 };
+
+  /// getModRefInfo - Return information about whether or not an instruction may
+  /// read or write memory specified by the pointer operand.  An instruction
+  /// that doesn't read or write memory may be trivially LICM'd for example.
+
+  /// getModRefInfo (for call sites) - Return whether information about whether
+  /// a particular call site modifies or reads the memory specified by the
+  /// pointer.
+  ///
+  virtual ModRefResult getModRefInfo(CallSite CS, Value *P, unsigned Size);
+
+  /// getModRefInfo - Return information about whether two call sites may refer
+  /// to the same set of memory locations.  This function returns NoModRef if
+  /// the two calls refer to disjoint memory locations, Ref if CS1 reads memory
+  /// written by CS2, Mod if CS1 writes to memory read or written by CS2, or
+  /// ModRef if CS1 might read or write memory accessed by CS2.
+  ///
+  virtual ModRefResult getModRefInfo(CallSite CS1, CallSite CS2);
+
+  /// hasNoModRefInfoForCalls - Return true if the analysis has no mod/ref
+  /// information for pairs of function calls (other than "pure" and "const"
+  /// functions).  This can be used by clients to avoid many pointless queries.
+  /// Remember that if you override this and chain to another analysis, you must
+  /// make sure that it doesn't have mod/ref info either.
+  ///
+  virtual bool hasNoModRefInfoForCalls() const;
+
+  /// Convenience functions...
+  ModRefResult getModRefInfo(LoadInst *L, Value *P, unsigned Size);
+  ModRefResult getModRefInfo(StoreInst *S, Value *P, unsigned Size);
+  ModRefResult getModRefInfo(CallInst *C, Value *P, unsigned Size) {
+    return getModRefInfo(CallSite(C), P, Size);
+  }
+  ModRefResult getModRefInfo(InvokeInst *I, Value *P, unsigned Size) {
+    return getModRefInfo(CallSite(I), P, Size);
+  }
+  ModRefResult getModRefInfo(Instruction *I, Value *P, unsigned Size) {
+    switch (I->getOpcode()) {
+    case Instruction::Load:   return getModRefInfo((LoadInst*)I, P, Size);
+    case Instruction::Store:  return getModRefInfo((StoreInst*)I, P, Size);
+    case Instruction::Call:   return getModRefInfo((CallInst*)I, P, Size);
+    case Instruction::Invoke: return getModRefInfo((InvokeInst*)I, P, Size);
+    default:                  return NoModRef;
+    }
+  }
+
+  //===--------------------------------------------------------------------===//
+  /// Higher level methods for querying mod/ref information.
   ///
-  virtual Result canInvokeModify(const InvokeInst &I, const Value *Ptr) const=0;
 
   /// canBasicBlockModify - Return true if it is possible for execution of the
   /// specified basic block to modify the value pointed to by Ptr.
   ///
-  bool canBasicBlockModify(const BasicBlock &BB, const Value *Ptr) const;
+  bool canBasicBlockModify(const BasicBlock &BB, const Value *P, unsigned Size);
 
   /// canInstructionRangeModify - Return true if it is possible for the
   /// execution of the specified instructions to modify the value pointed to by
@@ -57,9 +194,46 @@ struct AliasAnalysis {
   /// range of [I1,I2] INCLUSIVE.  I1 and I2 must be in the same basic block.
   ///
   bool canInstructionRangeModify(const Instruction &I1, const Instruction &I2,
-                                 const Value *Ptr) const;
+                                 const Value *Ptr, unsigned Size);
 
-  virtual ~AliasAnalysis();  // We want to be subclassed
+  //===--------------------------------------------------------------------===//
+  /// Methods that clients should call when they transform the program to allow
+  /// alias analyses to update their internal data structures.  Note that these
+  /// methods may be called on any instruction, regardless of whether or not
+  /// they have pointer-analysis implications.
+  ///
+
+  /// deleteValue - This method should be called whenever an LLVM Value is
+  /// deleted from the program, for example when an instruction is found to be
+  /// redundant and is eliminated.
+  ///
+  virtual void deleteValue(Value *V);
+
+  /// copyValue - This method should be used whenever a preexisting value in the
+  /// program is copied or cloned, introducing a new value.  Note that analysis
+  /// implementations should tolerate clients that use this method to introduce
+  /// the same value multiple times: if the analysis already knows about a
+  /// value, it should ignore the request.
+  ///
+  virtual void copyValue(Value *From, Value *To);
+
+  /// replaceWithNewValue - This method is the obvious combination of the two
+  /// above, and it provided as a helper to simplify client code.
+  ///
+  void replaceWithNewValue(Value *Old, Value *New) {
+    copyValue(Old, New);
+    deleteValue(Old);
+  }
 };
 
+// Because of the way .a files work, we must force the BasicAA implementation to
+// be pulled in if the AliasAnalysis header is included.  Otherwise we run
+// the risk of AliasAnalysis being used, but the default implementation not
+// being linked into the tool that uses it.
+//
+extern void BasicAAStub();
+static IncludeFile HDR_INCLUDE_BASICAA_CPP((void*)&BasicAAStub);
+
+} // End llvm namespace
+
 #endif