Extend ScalarEvolution's multiple-exit support to compute exact
[oota-llvm.git] / include / llvm / Analysis / AliasSetTracker.h
index 4996f5a4cf965b0eed596870cb50d8df8ae401cf..786c1d15ba1ab0a8d4a2e7ae7c23047a22ab0afe 100644 (file)
@@ -1,52 +1,58 @@
 //===- llvm/Analysis/AliasSetTracker.h - Build Alias Sets -------*- 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 is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
+//
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
 // This file defines two classes: AliasSetTracker and AliasSet.  These interface
 // are used to classify a collection of pointer references into a maximal number
 // of disjoint sets.  Each AliasSet object constructed by the AliasSetTracker
 // object refers to memory disjoint from the other sets.
-// 
+//
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #ifndef LLVM_ANALYSIS_ALIASSETTRACKER_H
 #define LLVM_ANALYSIS_ALIASSETTRACKER_H
 
 #include "llvm/Support/CallSite.h"
-#include "Support/iterator"
-#include "Support/hash_map"
-#include "Support/ilist"
+#include "llvm/Support/Streams.h"
+#include "llvm/ADT/DenseMap.h"
+#include "llvm/ADT/iterator.h"
+#include "llvm/ADT/ilist.h"
+#include "llvm/ADT/ilist_node.h"
+#include <vector>
 
 namespace llvm {
 
 class AliasAnalysis;
 class LoadInst;
 class StoreInst;
+class FreeInst;
+class VAArgInst;
 class AliasSetTracker;
 class AliasSet;
 
-class AliasSet {
+class AliasSet : public ilist_node<AliasSet> {
   friend class AliasSetTracker;
 
-  struct PointerRec;
-  typedef std::pair<Value* const, PointerRec> HashNodePair;
-
   class PointerRec {
-    HashNodePair **PrevInList, *NextInList;
+    Value *Val;  // The pointer this record corresponds to.
+    PointerRec **PrevInList, *NextInList;
     AliasSet *AS;
     unsigned Size;
   public:
-    PointerRec() : PrevInList(0), NextInList(0), AS(0), Size(0) {}
+    PointerRec(Value *V)
+      : Val(V), PrevInList(0), NextInList(0), AS(0), Size(0) {}
 
-    HashNodePair *getNext() const { return NextInList; }
+    Value *getValue() const { return Val; }
+    
+    PointerRec *getNext() const { return NextInList; }
     bool hasAliasSet() const { return AS != 0; }
 
-    HashNodePair** setPrevInList(HashNodePair **PIL) {
+    PointerRec** setPrevInList(PointerRec **PIL) {
       PrevInList = PIL;
       return &NextInList;
     }
@@ -57,14 +63,13 @@ class AliasSet {
 
     unsigned getSize() const { return Size; }
 
-    AliasSet *getAliasSet(AliasSetTracker &AST) { 
+    AliasSet *getAliasSet(AliasSetTracker &AST) {
       assert(AS && "No AliasSet yet!");
       if (AS->Forward) {
         AliasSet *OldAS = AS;
         AS = OldAS->getForwardedTarget(AST);
-        if (--OldAS->RefCount == 0)
-          OldAS->removeFromTracker(AST);
-        AS->RefCount++;
+        AS->addRef();
+        OldAS->dropRef(AST);
       }
       return AS;
     }
@@ -74,17 +79,22 @@ class AliasSet {
       AS = as;
     }
 
-    void removeFromList() {
-      if (NextInList) NextInList->second.PrevInList = PrevInList;
+    void eraseFromList() {
+      if (NextInList) NextInList->PrevInList = PrevInList;
       *PrevInList = NextInList;
+      if (AS->PtrListEnd == &NextInList) {
+        AS->PtrListEnd = PrevInList;
+        assert(*AS->PtrListEnd == 0 && "List not terminated right!");
+      }
+      delete this;
     }
   };
 
-  HashNodePair *PtrList, **PtrListEnd;  // Doubly linked list of nodes
-  AliasSet *Forward;             // Forwarding pointer
-  AliasSet *Next, *Prev;         // Doubly linked list of AliasSets
+  PointerRec *PtrList, **PtrListEnd;  // Doubly linked list of nodes.
+  AliasSet *Forward;             // Forwarding pointer.
+  AliasSet *Next, *Prev;         // Doubly linked list of AliasSets.
 
-  std::vector<CallSite> CallSites; // All calls & invokes in this node
+  std::vector<CallSite> CallSites; // All calls & invokes in this alias set.
 
   // RefCount - Number of nodes pointing to this AliasSet plus the number of
   // AliasSets forwarding to it.
@@ -112,11 +122,12 @@ class AliasSet {
   // Volatile - True if this alias set contains volatile loads or stores.
   bool Volatile : 1;
 
-  friend class ilist_traits<AliasSet>;
-  AliasSet *getPrev() const { return Prev; }
-  AliasSet *getNext() const { return Next; }
-  void setPrev(AliasSet *P) { Prev = P; }
-  void setNext(AliasSet *N) { Next = N; }
+  void addRef() { ++RefCount; }
+  void dropRef(AliasSetTracker &AST) {
+    assert(RefCount >= 1 && "Invalid reference count detected!");
+    if (--RefCount == 0)
+      removeFromTracker(AST);
+  }
 
 public:
   /// Accessors...
@@ -129,30 +140,31 @@ public:
   // stores.
   bool isVolatile() const { return Volatile; }
 
-
   /// isForwardingAliasSet - Return true if this alias set should be ignored as
   /// part of the AliasSetTracker object.
   bool isForwardingAliasSet() const { return Forward; }
 
   /// mergeSetIn - Merge the specified alias set into this alias set...
   ///
-  void mergeSetIn(AliasSet &AS);
+  void mergeSetIn(AliasSet &AS, AliasSetTracker &AST);
 
   // Alias Set iteration - Allow access to all of the pointer which are part of
   // this alias set...
   class iterator;
   iterator begin() const { return iterator(PtrList); }
   iterator end()   const { return iterator(); }
+  bool empty() const { return PtrList == 0; }
 
   void print(std::ostream &OS) const;
+  void print(std::ostream *OS) const { if (OS) print(*OS); }
   void dump() const;
 
   /// Define an iterator for alias sets... this is just a forward iterator.
-  class iterator : public forward_iterator<HashNodePair, ptrdiff_t> {
-    HashNodePair *CurNode;
+  class iterator : public forward_iterator<PointerRec, ptrdiff_t> {
+    PointerRec *CurNode;
   public:
-    iterator(HashNodePair *CN = 0) : CurNode(CN) {}
-    
+    explicit iterator(PointerRec *CN = 0) : CurNode(CN) {}
+
     bool operator==(const iterator& x) const {
       return CurNode == x.CurNode;
     }
@@ -162,40 +174,38 @@ public:
       CurNode = I.CurNode;
       return *this;
     }
-  
+
     value_type &operator*() const {
       assert(CurNode && "Dereferencing AliasSet.end()!");
       return *CurNode;
     }
     value_type *operator->() const { return &operator*(); }
-  
+
+    Value *getPointer() const { return CurNode->getValue(); }
+    unsigned getSize() const { return CurNode->getSize(); }
+
     iterator& operator++() {                // Preincrement
       assert(CurNode && "Advancing past AliasSet.end()!");
-      CurNode = CurNode->second.getNext();
+      CurNode = CurNode->getNext();
       return *this;
     }
     iterator operator++(int) { // Postincrement
-      iterator tmp = *this; ++*this; return tmp; 
+      iterator tmp = *this; ++*this; return tmp;
     }
   };
 
 private:
-  // Can only be created by AliasSetTracker
+  // Can only be created by AliasSetTracker. Also, ilist creates one
+  // to serve as a sentinel.
+  friend struct ilist_sentinel_traits<AliasSet>;
   AliasSet() : PtrList(0), PtrListEnd(&PtrList), Forward(0), RefCount(0),
                AccessTy(NoModRef), AliasTy(MustAlias), Volatile(false) {
   }
-  AliasSet(const AliasSet &AS) {
-    // AliasSet's only get copy constructed in simple circumstances.  In
-    // particular, they cannot have any pointers in their list.  Despite this,
-    // we have to be sure to update the PtrListEnd to not point to the source
-    // AliasSet's list.
-    assert(AS.PtrList == 0 && "AliasSet has pointers in it!");
-    PtrList = 0; PtrListEnd = &PtrList;
-    Forward = AS.Forward; RefCount = AS.RefCount;
-    AccessTy = AS.AccessTy; AliasTy = AS.AliasTy; Volatile = AS.Volatile;
-  }
 
-  HashNodePair *getSomePointer() const {
+  AliasSet(const AliasSet &AS);        // do not implement
+  void operator=(const AliasSet &AS);  // do not implement
+
+  PointerRec *getSomePointer() const {
     return PtrList;
   }
 
@@ -207,9 +217,8 @@ private:
 
     AliasSet *Dest = Forward->getForwardedTarget(AST);
     if (Dest != Forward) {
-      Dest->RefCount++;
-      if (--Forward->RefCount == 0)
-        Forward->removeFromTracker(AST);
+      Dest->addRef();
+      Forward->dropRef(AST);
       Forward = Dest;
     }
     return Dest;
@@ -217,8 +226,16 @@ private:
 
   void removeFromTracker(AliasSetTracker &AST);
 
-  void addPointer(AliasSetTracker &AST, HashNodePair &Entry, unsigned Size);
+  void addPointer(AliasSetTracker &AST, PointerRec &Entry, unsigned Size,
+                  bool KnownMustAlias = false);
   void addCallSite(CallSite CS, AliasAnalysis &AA);
+  void removeCallSite(CallSite CS) {
+    for (size_t i = 0, e = CallSites.size(); i != e; ++i)
+      if (CallSites[i].getInstruction() == CS.getInstruction()) {
+        CallSites[i] = CallSites.back();
+        CallSites.pop_back();
+      }
+  }
   void setVolatile() { Volatile = true; }
 
   /// aliasesPointer - Return true if the specified pointer "may" (or must)
@@ -239,12 +256,13 @@ class AliasSetTracker {
   ilist<AliasSet> AliasSets;
 
   // Map from pointers to their node
-  hash_map<Value*, AliasSet::PointerRec> PointerMap;
+  DenseMap<Value*, AliasSet::PointerRec*> PointerMap;
 public:
   /// AliasSetTracker ctor - Create an empty collection of AliasSets, and use
   /// the specified alias analysis object to disambiguate load and store
   /// addresses.
-  AliasSetTracker(AliasAnalysis &aa) : AA(aa) {}
+  explicit AliasSetTracker(AliasAnalysis &aa) : AA(aa) {}
+  ~AliasSetTracker() { clear(); }
 
   /// add methods - These methods are used to add different types of
   /// instructions to the alias sets.  Adding a new instruction can result in
@@ -255,33 +273,78 @@ public:
   ///   3. If the instruction aliases multiple sets, merge the sets, and add
   ///      the instruction to the result.
   ///
-  void add(LoadInst *LI);
-  void add(StoreInst *SI);
-  void add(CallSite CS);          // Call/Invoke instructions
-  void add(CallInst *CI)   { add(CallSite(CI)); }
-  void add(InvokeInst *II) { add(CallSite(II)); }
-  void add(Instruction *I);       // Dispatch to one of the other add methods...
+  /// These methods return true if inserting the instruction resulted in the
+  /// addition of a new alias set (i.e., the pointer did not alias anything).
+  ///
+  bool add(Value *Ptr, unsigned Size);  // Add a location
+  bool add(LoadInst *LI);
+  bool add(StoreInst *SI);
+  bool add(FreeInst *FI);
+  bool add(VAArgInst *VAAI);
+  bool add(CallSite CS);          // Call/Invoke instructions
+  bool add(CallInst *CI)   { return add(CallSite(CI)); }
+  bool add(InvokeInst *II) { return add(CallSite(II)); }
+  bool add(Instruction *I);       // Dispatch to one of the other add methods...
   void add(BasicBlock &BB);       // Add all instructions in basic block
   void add(const AliasSetTracker &AST); // Add alias relations from another AST
 
-  /// deleteValue method - This method is used to remove a pointer value from
-  /// the AliasSetTracker entirely.  It should be used when an instruction is
-  /// deleted from the program to update the AST.  If you don't use this, you
-  /// would have dangling pointers to deleted instructions.
-  ///
-  void deleteValue(Value *PtrVal);
+  /// remove methods - These methods are used to remove all entries that might
+  /// be aliased by the specified instruction.  These methods return true if any
+  /// alias sets were eliminated.
+  bool remove(Value *Ptr, unsigned Size);  // Remove a location
+  bool remove(LoadInst *LI);
+  bool remove(StoreInst *SI);
+  bool remove(FreeInst *FI);
+  bool remove(VAArgInst *VAAI);
+  bool remove(CallSite CS);
+  bool remove(CallInst *CI)   { return remove(CallSite(CI)); }
+  bool remove(InvokeInst *II) { return remove(CallSite(II)); }
+  bool remove(Instruction *I);
+  void remove(AliasSet &AS);
+  
+  void clear();
 
   /// getAliasSets - Return the alias sets that are active.
+  ///
   const ilist<AliasSet> &getAliasSets() const { return AliasSets; }
 
   /// getAliasSetForPointer - Return the alias set that the specified pointer
-  /// lives in...
-  AliasSet &getAliasSetForPointer(Value *P, unsigned Size);
+  /// lives in.  If the New argument is non-null, this method sets the value to
+  /// true if a new alias set is created to contain the pointer (because the
+  /// pointer didn't alias anything).
+  AliasSet &getAliasSetForPointer(Value *P, unsigned Size, bool *New = 0);
+
+  /// getAliasSetForPointerIfExists - Return the alias set containing the
+  /// location specified if one exists, otherwise return null.
+  AliasSet *getAliasSetForPointerIfExists(Value *P, unsigned Size) {
+    return findAliasSetForPointer(P, Size);
+  }
+
+  /// containsPointer - Return true if the specified location is represented by
+  /// this alias set, false otherwise.  This does not modify the AST object or
+  /// alias sets.
+  bool containsPointer(Value *P, unsigned Size) const;
 
   /// getAliasAnalysis - Return the underlying alias analysis object used by
   /// this tracker.
   AliasAnalysis &getAliasAnalysis() const { return AA; }
 
+  /// deleteValue method - This method is used to remove a pointer value from
+  /// the AliasSetTracker entirely.  It should be used when an instruction is
+  /// deleted from the program to update the AST.  If you don't use this, you
+  /// would have dangling pointers to deleted instructions.
+  ///
+  void deleteValue(Value *PtrVal);
+
+  /// copyValue - This method should be used whenever a preexisting value in the
+  /// program is copied or cloned, introducing a new value.  Note that it is ok
+  /// for clients that use this method to introduce the same value multiple
+  /// times: if the tracker already knows about a value, it will ignore the
+  /// request.
+  ///
+  void copyValue(Value *From, Value *To);
+
+
   typedef ilist<AliasSet>::iterator iterator;
   typedef ilist<AliasSet>::const_iterator const_iterator;
 
@@ -292,21 +355,26 @@ public:
   iterator end()   { return AliasSets.end(); }
 
   void print(std::ostream &OS) const;
+  void print(std::ostream *OS) const { if (OS) print(*OS); }
   void dump() const;
 
 private:
   friend class AliasSet;
   void removeAliasSet(AliasSet *AS);
 
-  AliasSet::HashNodePair &getEntryFor(Value *V) {
-    // Standard operator[], except that it returns the whole pair, not just
-    // ->second.
-    return *PointerMap.insert(AliasSet::HashNodePair(V,
-                                            AliasSet::PointerRec())).first;
+  // getEntryFor - Just like operator[] on the map, except that it creates an
+  // entry for the pointer if it doesn't already exist.
+  AliasSet::PointerRec &getEntryFor(Value *V) {
+    AliasSet::PointerRec *&Entry = PointerMap[V];
+    if (Entry == 0)
+      Entry = new AliasSet::PointerRec(V);
+    return *Entry;
   }
 
-  AliasSet &addPointer(Value *P, unsigned Size, AliasSet::AccessType E) {
-    AliasSet &AS = getAliasSetForPointer(P, Size);
+  AliasSet &addPointer(Value *P, unsigned Size, AliasSet::AccessType E,
+                       bool &NewSet) {
+    NewSet = false;
+    AliasSet &AS = getAliasSetForPointer(P, Size, &NewSet);
     AS.AccessTy |= E;
     return AS;
   }