For PR411:
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / BasicAliasAnalysis.cpp
index 3ab2744f07cd2909af9fe9a3c57c42073409ccec..71bcbd2cf09a02d40b1542f521d114f6da6a15b1 100644 (file)
@@ -1,10 +1,10 @@
 //===- BasicAliasAnalysis.cpp - Local Alias Analysis Impl -----------------===//
-// 
+//
 //                     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 default implementation of the Alias Analysis interface
@@ -14,6 +14,7 @@
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
+#include "llvm/Analysis/Passes.h"
 #include "llvm/Constants.h"
 #include "llvm/DerivedTypes.h"
 #include "llvm/Function.h"
@@ -38,7 +39,7 @@ namespace {
     virtual void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
       AU.addRequired<TargetData>();
     }
-    
+
     virtual void initializePass() {
       TD = &getAnalysis<TargetData>();
     }
@@ -48,10 +49,18 @@ namespace {
       return MayAlias;
     }
 
+    virtual ModRefBehavior getModRefBehavior(Function *F, CallSite CS,
+                                         std::vector<PointerAccessInfo> *Info) {
+      return UnknownModRefBehavior;
+    }
+
+    virtual void getArgumentAccesses(Function *F, CallSite CS,
+                                     std::vector<PointerAccessInfo> &Info) {
+      assert(0 && "This method may not be called on this function!");
+    }
+
     virtual void getMustAliases(Value *P, std::vector<Value*> &RetVals) { }
     virtual bool pointsToConstantMemory(const Value *P) { return false; }
-    virtual bool doesNotAccessMemory(Function *F) { return false; }
-    virtual bool onlyReadsMemory(Function *F) { return false; }
     virtual ModRefResult getModRefInfo(CallSite CS, Value *P, unsigned Size) {
       return ModRef;
     }
@@ -63,7 +72,7 @@ namespace {
     virtual void deleteValue(Value *V) {}
     virtual void copyValue(Value *From, Value *To) {}
   };
+
   // Register this pass...
   RegisterOpt<NoAA>
   U("no-aa", "No Alias Analysis (always returns 'may' alias)");
@@ -72,6 +81,7 @@ namespace {
   RegisterAnalysisGroup<AliasAnalysis, NoAA> V;
 }  // End of anonymous namespace
 
+ImmutablePass *llvm::createNoAAPass() { return new NoAA(); }
 
 namespace {
   /// BasicAliasAnalysis - This is the default alias analysis implementation.
@@ -82,6 +92,9 @@ namespace {
                       const Value *V2, unsigned V2Size);
 
     ModRefResult getModRefInfo(CallSite CS, Value *P, unsigned Size);
+    ModRefResult getModRefInfo(CallSite CS1, CallSite CS2) {
+      return NoAA::getModRefInfo(CS1,CS2);
+    }
 
     /// hasNoModRefInfoForCalls - We can provide mod/ref information against
     /// non-escaping allocations.
@@ -91,8 +104,8 @@ namespace {
     /// global) or not.
     bool pointsToConstantMemory(const Value *P);
 
-    virtual bool doesNotAccessMemory(Function *F);
-    virtual bool onlyReadsMemory(Function *F);
+    virtual ModRefBehavior getModRefBehavior(Function *F, CallSite CS,
+                                             std::vector<PointerAccessInfo> *Info);
 
   private:
     // CheckGEPInstructions - Check two GEP instructions with known
@@ -104,7 +117,7 @@ namespace {
                          const Type *BasePtr2Ty, std::vector<Value*> &GEP2Ops,
                          unsigned G2Size);
   };
+
   // Register this pass...
   RegisterOpt<BasicAliasAnalysis>
   X("basicaa", "Basic Alias Analysis (default AA impl)");
@@ -113,6 +126,10 @@ namespace {
   RegisterAnalysisGroup<AliasAnalysis, BasicAliasAnalysis, true> Y;
 }  // End of anonymous namespace
 
+ImmutablePass *llvm::createBasicAliasAnalysisPass() {
+  return new BasicAliasAnalysis();
+}
+
 // hasUniqueAddress - Return true if the specified value points to something
 // with a unique, discernable, address.
 static inline bool hasUniqueAddress(const Value *V) {
@@ -127,7 +144,7 @@ static const Value *getUnderlyingObject(const Value *V) {
 
   // If we are at some type of object... return it.
   if (hasUniqueAddress(V) || isa<Argument>(V)) return V;
-  
+
   // Traverse through different addressing mechanisms...
   if (const Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V)) {
     if (isa<CastInst>(I) || isa<GetElementPtrInst>(I))
@@ -222,6 +239,12 @@ BasicAliasAnalysis::getModRefInfo(CallSite CS, Value *P, unsigned Size) {
       // because it simply can't get its address.
       if (!AddressMightEscape(AI))
         return NoModRef;
+
+      // If this is a tail call and P points to a stack location, we know that
+      // the tail call cannot access or modify the local stack.
+      if (CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(CS.getInstruction()))
+        if (CI->isTailCall() && isa<AllocaInst>(AI))
+          return NoModRef;
     }
 
   // The AliasAnalysis base class has some smarts, lets use them.
@@ -290,14 +313,16 @@ BasicAliasAnalysis::alias(const Value *V1, unsigned V1Size,
     if (!isa<Argument>(O1) && isa<ConstantPointerNull>(V2))
       return NoAlias;                    // Unique values don't alias null
 
-    if (const GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(O1))
-      if (GV->getType()->getElementType()->isSized()) {
+    if (isa<GlobalVariable>(O1) ||
+        (isa<AllocationInst>(O1) &&
+         !cast<AllocationInst>(O1)->isArrayAllocation()))
+      if (cast<PointerType>(O1->getType())->getElementType()->isSized()) {
         // If the size of the other access is larger than the total size of the
-        // global, it cannot be accessing the global (it's undefined to load or
-        // store bytes after the global).
-        unsigned GlobalSize =
-          getTargetData().getTypeSize(GV->getType()->getElementType());
-        if (GlobalSize < V2Size)
+        // global/alloca/malloc, it cannot be accessing the global (it's
+        // undefined to load or store bytes before or after an object).
+        const Type *ElTy = cast<PointerType>(O1->getType())->getElementType();
+        unsigned GlobalSize = getTargetData().getTypeSize(ElTy);
+        if (GlobalSize < V2Size && V2Size != ~0U)
           return NoAlias;
       }
   }
@@ -306,14 +331,16 @@ BasicAliasAnalysis::alias(const Value *V1, unsigned V1Size,
     if (!isa<Argument>(O2) && isa<ConstantPointerNull>(V1))
       return NoAlias;                    // Unique values don't alias null
 
-    if (const GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(O2))
-      if (GV->getType()->getElementType()->isSized()) {
+    if (isa<GlobalVariable>(O2) ||
+        (isa<AllocationInst>(O2) &&
+         !cast<AllocationInst>(O2)->isArrayAllocation()))
+      if (cast<PointerType>(O2->getType())->getElementType()->isSized()) {
         // If the size of the other access is larger than the total size of the
-        // global, it cannot be accessing the global (it's undefined to load or
-        // store bytes after the global).
-        unsigned GlobalSize =
-          getTargetData().getTypeSize(GV->getType()->getElementType());
-        if (GlobalSize < V1Size)
+        // global/alloca/malloc, it cannot be accessing the object (it's
+        // undefined to load or store bytes before or after an object).
+        const Type *ElTy = cast<PointerType>(O2->getType())->getElementType();
+        unsigned GlobalSize = getTargetData().getTypeSize(ElTy);
+        if (GlobalSize < V1Size && V1Size != ~0U)
           return NoAlias;
       }
   }
@@ -330,12 +357,12 @@ BasicAliasAnalysis::alias(const Value *V1, unsigned V1Size,
     do {
       BasePtr1 = cast<User>(BasePtr1)->getOperand(0);
     } while (isGEP(BasePtr1) &&
-             cast<User>(BasePtr1)->getOperand(1) == 
+             cast<User>(BasePtr1)->getOperand(1) ==
        Constant::getNullValue(cast<User>(BasePtr1)->getOperand(1)->getType()));
     do {
       BasePtr2 = cast<User>(BasePtr2)->getOperand(0);
     } while (isGEP(BasePtr2) &&
-             cast<User>(BasePtr2)->getOperand(1) == 
+             cast<User>(BasePtr2)->getOperand(1) ==
        Constant::getNullValue(cast<User>(BasePtr2)->getOperand(1)->getType()));
 
     // Do the base pointers alias?
@@ -402,22 +429,27 @@ BasicAliasAnalysis::alias(const Value *V1, unsigned V1Size,
         if (ConstantFound) {
           if (V2Size <= 1 && V1Size <= 1)  // Just pointer check?
             return NoAlias;
-          
+
           // Otherwise we have to check to see that the distance is more than
           // the size of the argument... build an index vector that is equal to
           // the arguments provided, except substitute 0's for any variable
           // indexes we find...
-          for (unsigned i = 0; i != GEPOperands.size(); ++i)
-            if (!isa<ConstantInt>(GEPOperands[i]))
-              GEPOperands[i] =Constant::getNullValue(GEPOperands[i]->getType());
-          int64_t Offset = getTargetData().getIndexedOffset(BasePtr->getType(),
-                                                            GEPOperands);
-          if (Offset >= (int64_t)V2Size || Offset <= -(int64_t)V1Size)
-            return NoAlias;
+          if (cast<PointerType>(
+                BasePtr->getType())->getElementType()->isSized()) {
+            for (unsigned i = 0; i != GEPOperands.size(); ++i)
+              if (!isa<ConstantInt>(GEPOperands[i]))
+                GEPOperands[i] =
+                  Constant::getNullValue(GEPOperands[i]->getType());
+            int64_t Offset =
+              getTargetData().getIndexedOffset(BasePtr->getType(), GEPOperands);
+
+            if (Offset >= (int64_t)V2Size || Offset <= -(int64_t)V1Size)
+              return NoAlias;
+          }
         }
       }
     }
-  
+
   return MayAlias;
 }
 
@@ -448,7 +480,7 @@ CheckGEPInstructions(const Type* BasePtr1Ty, std::vector<Value*> &GEP1Ops,
   if (BasePtr1Ty != BasePtr2Ty)
     return MayAlias;
 
-  const Type *GEPPointerTy = BasePtr1Ty;
+  const PointerType *GEPPointerTy = cast<PointerType>(BasePtr1Ty);
 
   // Find the (possibly empty) initial sequence of equal values... which are not
   // necessarily constants.
@@ -477,7 +509,7 @@ CheckGEPInstructions(const Type* BasePtr1Ty, std::vector<Value*> &GEP1Ops,
   // If so, return mustalias.
   if (UnequalOper == MinOperands) {
     if (GEP1Ops.size() < GEP2Ops.size()) std::swap(GEP1Ops, GEP2Ops);
-    
+
     bool AllAreZeros = true;
     for (unsigned i = UnequalOper; i != MaxOperands; ++i)
       if (!isa<Constant>(GEP1Ops[i]) ||
@@ -488,7 +520,7 @@ CheckGEPInstructions(const Type* BasePtr1Ty, std::vector<Value*> &GEP1Ops,
     if (AllAreZeros) return MustAlias;
   }
 
-    
+
   // So now we know that the indexes derived from the base pointers,
   // which are known to alias, are different.  We can still determine a
   // no-alias result if there are differing constant pairs in the index
@@ -496,7 +528,7 @@ CheckGEPInstructions(const Type* BasePtr1Ty, std::vector<Value*> &GEP1Ops,
   //        A[i][0] != A[j][1] iff (&A[0][1]-&A[0][0] >= std::max(G1S, G2S))
   //
   unsigned SizeMax = std::max(G1S, G2S);
-  if (SizeMax == ~0U) return MayAlias; // Avoid frivolous work...
+  if (SizeMax == ~0U) return MayAlias; // Avoid frivolous work.
 
   // Scan for the first operand that is constant and unequal in the
   // two getelementptrs...
@@ -504,7 +536,7 @@ CheckGEPInstructions(const Type* BasePtr1Ty, std::vector<Value*> &GEP1Ops,
   for (; FirstConstantOper != MinOperands; ++FirstConstantOper) {
     const Value *G1Oper = GEP1Ops[FirstConstantOper];
     const Value *G2Oper = GEP2Ops[FirstConstantOper];
-    
+
     if (G1Oper != G2Oper)   // Found non-equal constant indexes...
       if (Constant *G1OC = dyn_cast<ConstantInt>(const_cast<Value*>(G1Oper)))
         if (Constant *G2OC = dyn_cast<ConstantInt>(const_cast<Value*>(G2Oper))){
@@ -529,7 +561,7 @@ CheckGEPInstructions(const Type* BasePtr1Ty, std::vector<Value*> &GEP1Ops,
         }
     BasePtr1Ty = cast<CompositeType>(BasePtr1Ty)->getTypeAtIndex(G1Oper);
   }
-  
+
   // No shared constant operands, and we ran out of common operands.  At this
   // point, the GEP instructions have run through all of their operands, and we
   // haven't found evidence that there are any deltas between the GEP's.
@@ -559,13 +591,13 @@ CheckGEPInstructions(const Type* BasePtr1Ty, std::vector<Value*> &GEP1Ops,
           // Now crop off any constants from the end...
           GEP1Ops.resize(MinOperands);
           int64_t Offset2 = TD.getIndexedOffset(GEPPointerTy, GEP1Ops);
-        
+
           // If the tail provided a bit enough offset, return noalias!
           if ((uint64_t)(Offset2-Offset1) >= SizeMax)
             return NoAlias;
         }
     }
-    
+
     // Couldn't find anything useful.
     return MayAlias;
   }
@@ -578,7 +610,7 @@ CheckGEPInstructions(const Type* BasePtr1Ty, std::vector<Value*> &GEP1Ops,
   // Advance BasePtr[12]Ty over this first differing constant operand.
   BasePtr2Ty = cast<CompositeType>(BasePtr1Ty)->getTypeAtIndex(GEP2Ops[FirstConstantOper]);
   BasePtr1Ty = cast<CompositeType>(BasePtr1Ty)->getTypeAtIndex(GEP1Ops[FirstConstantOper]);
-  
+
   // We are going to be using TargetData::getIndexedOffset to determine the
   // offset that each of the GEP's is reaching.  To do this, we have to convert
   // all variable references to constant references.  To do this, we convert the
@@ -588,7 +620,7 @@ CheckGEPInstructions(const Type* BasePtr1Ty, std::vector<Value*> &GEP1Ops,
       GEP1Ops[i] = GEP2Ops[i] = Constant::getNullValue(Type::UIntTy);
 
   // We know that GEP1Ops[FirstConstantOper] & GEP2Ops[FirstConstantOper] are ok
-  
+
   // Loop over the rest of the operands...
   for (unsigned i = FirstConstantOper+1; i != MaxOperands; ++i) {
     const Value *Op1 = i < GEP1Ops.size() ? GEP1Ops[i] : 0;
@@ -605,7 +637,7 @@ CheckGEPInstructions(const Type* BasePtr1Ty, std::vector<Value*> &GEP1Ops,
           if (const ArrayType *AT = dyn_cast<ArrayType>(BasePtr1Ty))
             if (Op1C->getRawValue() >= AT->getNumElements())
               return MayAlias;  // Be conservative with out-of-range accesses
-          
+
         } else {
           // GEP1 is known to produce a value less than GEP2.  To be
           // conservatively correct, we must assume the largest possible
@@ -621,7 +653,7 @@ CheckGEPInstructions(const Type* BasePtr1Ty, std::vector<Value*> &GEP1Ops,
             GEP1Ops[i] = ConstantSInt::get(Type::LongTy,AT->getNumElements()-1);
         }
       }
-      
+
       if (Op2) {
         if (const ConstantInt *Op2C = dyn_cast<ConstantInt>(Op2)) {
           // If this is an array index, make sure the array element is in range.
@@ -648,15 +680,17 @@ CheckGEPInstructions(const Type* BasePtr1Ty, std::vector<Value*> &GEP1Ops,
         BasePtr2Ty = 0;
     }
   }
-  
-  int64_t Offset1 = getTargetData().getIndexedOffset(GEPPointerTy, GEP1Ops);
-  int64_t Offset2 = getTargetData().getIndexedOffset(GEPPointerTy, GEP2Ops);
-  assert(Offset1 < Offset2 &&"There is at least one different constant here!");
-
-  if ((uint64_t)(Offset2-Offset1) >= SizeMax) {
-    //std::cerr << "Determined that these two GEP's don't alias [" 
-    //          << SizeMax << " bytes]: \n" << *GEP1 << *GEP2;
-    return NoAlias;
+
+  if (GEPPointerTy->getElementType()->isSized()) {
+    int64_t Offset1 = getTargetData().getIndexedOffset(GEPPointerTy, GEP1Ops);
+    int64_t Offset2 = getTargetData().getIndexedOffset(GEPPointerTy, GEP2Ops);
+    assert(Offset1<Offset2 && "There is at least one different constant here!");
+
+    if ((uint64_t)(Offset2-Offset1) >= SizeMax) {
+      //std::cerr << "Determined that these two GEP's don't alias ["
+      //          << SizeMax << " bytes]: \n" << *GEP1 << *GEP2;
+      return NoAlias;
+    }
   }
   return MayAlias;
 }
@@ -673,18 +707,22 @@ namespace {
 // that set errno on a domain or other error.
 static const char *DoesntAccessMemoryTable[] = {
   // LLVM intrinsics:
-  "llvm.frameaddress", "llvm.returnaddress", "llvm.readport", "llvm.isunordered",
+  "llvm.frameaddress", "llvm.returnaddress", "llvm.readport",
+  "llvm.isunordered", "llvm.sqrt", "llvm.bswap.i16", "llvm.bswap.i32",
+  "llvm.bswap.i64", "llvm.ctpop", "llvm.ctlz", "llvm.cttz",
 
   "abs", "labs", "llabs", "imaxabs", "fabs", "fabsf", "fabsl",
   "trunc", "truncf", "truncl", "ldexp",
-  
+
   "atan", "atanf", "atanl",   "atan2", "atan2f", "atan2l",
   "cbrt",
-  "cos", "cosf", "cosl",      "cosh", "coshf", "coshl",
-  "exp", "expf", "expl", 
+  "cos", "cosf", "cosl",
+  "exp", "expf", "expl",
   "hypot",
-  "sin", "sinf", "sinl",      "sinh", "sinhf", "sinhl",
+  "sin", "sinf", "sinl",
   "tan", "tanf", "tanl",      "tanh", "tanhf", "tanhl",
+  
+  "floor", "floorf", "floorl", "ceil", "ceilf", "ceill",
 
   // ctype.h
   "isalnum", "isalpha", "iscntrl", "isdigit", "isgraph", "islower", "isprint"
@@ -694,9 +732,9 @@ static const char *DoesntAccessMemoryTable[] = {
   "iswalnum", "iswalpha", "iswcntrl", "iswdigit", "iswgraph", "iswlower",
   "iswprint", "iswpunct", "iswspace", "iswupper", "iswxdigit",
 
-  "iswctype", "towctrans", "towlower", "towupper", 
+  "iswctype", "towctrans", "towlower", "towupper",
 
-  "btowc", "wctob", 
+  "btowc", "wctob",
 
   "isinf", "isnan", "finite",
 
@@ -705,49 +743,25 @@ static const char *DoesntAccessMemoryTable[] = {
   "nexttoward", "nexttowardf", "nexttowardd",
   "nextafter", "nextafterf", "nextafterd",
 
-  // glibc functions:
-  "__fpclassify", "__fpclassifyf", "__fpclassifyl",
+  // ISO C99:
   "__signbit", "__signbitf", "__signbitl",
 };
 
 static const unsigned DAMTableSize =
     sizeof(DoesntAccessMemoryTable)/sizeof(DoesntAccessMemoryTable[0]);
 
-/// doesNotAccessMemory - Return true if we know that the function does not
-/// access memory at all.  Since basicaa does no analysis, we can only do simple
-/// things here.  In particular, if we have an external function with the name
-/// of a standard C library function, we are allowed to assume it will be
-/// resolved by libc, so we can hardcode some entries in here.
-bool BasicAliasAnalysis::doesNotAccessMemory(Function *F) {
-  if (!F->isExternal()) return false;
-
-  static bool Initialized = false;
-  if (!Initialized) {
-    // Sort the table the first time through.
-    std::sort(DoesntAccessMemoryTable, DoesntAccessMemoryTable+DAMTableSize,
-              StringCompare());
-    Initialized = true;
-  }
-
-  const char **Ptr = std::lower_bound(DoesntAccessMemoryTable,
-                                      DoesntAccessMemoryTable+DAMTableSize,
-                                      F->getName().c_str(), StringCompare());
-  return Ptr != DoesntAccessMemoryTable+DAMTableSize && *Ptr == F->getName();
-}
-
-
 static const char *OnlyReadsMemoryTable[] = {
   "atoi", "atol", "atof", "atoll", "atoq", "a64l",
-  "bcmp", "memcmp", "memchr", "memrchr", "wmemcmp", "wmemchr", 
+  "bcmp", "memcmp", "memchr", "memrchr", "wmemcmp", "wmemchr",
 
   // Strings
   "strcmp", "strcasecmp", "strcoll", "strncmp", "strncasecmp",
-  "strchr", "strcspn", "strlen", "strpbrk", "strrchr", "strspn", "strstr", 
+  "strchr", "strcspn", "strlen", "strpbrk", "strrchr", "strspn", "strstr",
   "index", "rindex",
 
   // Wide char strings
   "wcschr", "wcscmp", "wcscoll", "wcscspn", "wcslen", "wcsncmp", "wcspbrk",
-  "wcsrchr", "wcsspn", "wcsstr", 
+  "wcsrchr", "wcsspn", "wcsstr",
 
   // glibc
   "alphasort", "alphasort64", "versionsort", "versionsort64",
@@ -763,22 +777,32 @@ static const char *OnlyReadsMemoryTable[] = {
 static const unsigned ORMTableSize =
     sizeof(OnlyReadsMemoryTable)/sizeof(OnlyReadsMemoryTable[0]);
 
-bool BasicAliasAnalysis::onlyReadsMemory(Function *F) {
-  if (doesNotAccessMemory(F)) return true;
-  if (!F->isExternal()) return false;
+AliasAnalysis::ModRefBehavior
+BasicAliasAnalysis::getModRefBehavior(Function *F, CallSite CS,
+                                      std::vector<PointerAccessInfo> *Info) {
+  if (!F->isExternal()) return UnknownModRefBehavior;
 
   static bool Initialized = false;
   if (!Initialized) {
     // Sort the table the first time through.
+    std::sort(DoesntAccessMemoryTable, DoesntAccessMemoryTable+DAMTableSize,
+              StringCompare());
     std::sort(OnlyReadsMemoryTable, OnlyReadsMemoryTable+ORMTableSize,
               StringCompare());
     Initialized = true;
   }
 
-  const char **Ptr = std::lower_bound(OnlyReadsMemoryTable,
-                                      OnlyReadsMemoryTable+ORMTableSize,
+  const char **Ptr = std::lower_bound(DoesntAccessMemoryTable,
+                                      DoesntAccessMemoryTable+DAMTableSize,
                                       F->getName().c_str(), StringCompare());
-  return Ptr != OnlyReadsMemoryTable+ORMTableSize && *Ptr == F->getName();
-}
+  if (Ptr != DoesntAccessMemoryTable+DAMTableSize && *Ptr == F->getName())
+    return DoesNotAccessMemory;
 
+  Ptr = std::lower_bound(OnlyReadsMemoryTable,
+                         OnlyReadsMemoryTable+ORMTableSize,
+                         F->getName().c_str(), StringCompare());
+  if (Ptr != OnlyReadsMemoryTable+ORMTableSize && *Ptr == F->getName())
+    return OnlyReadsMemory;
 
+  return UnknownModRefBehavior;
+}