Change stack probing code for MingW.
[oota-llvm.git] / lib / Analysis / BasicAliasAnalysis.cpp
index 69e942b228fb24cccbe8819ea86b4f4c46cf779b..b2c20110e90e731982a5fcd8c8419c28ecb3b234 100644 (file)
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-#include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
 #include "llvm/Analysis/Passes.h"
-#include "llvm/Constants.h"
-#include "llvm/DerivedTypes.h"
-#include "llvm/Function.h"
-#include "llvm/GlobalAlias.h"
-#include "llvm/GlobalVariable.h"
-#include "llvm/Instructions.h"
-#include "llvm/IntrinsicInst.h"
-#include "llvm/LLVMContext.h"
-#include "llvm/Operator.h"
-#include "llvm/Pass.h"
+#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
+#include "llvm/ADT/SmallVector.h"
+#include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
 #include "llvm/Analysis/CaptureTracking.h"
-#include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
 #include "llvm/Analysis/InstructionSimplify.h"
+#include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
-#include "llvm/Target/TargetData.h"
-#include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
-#include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
-#include "llvm/ADT/SmallVector.h"
+#include "llvm/IR/Constants.h"
+#include "llvm/IR/DataLayout.h"
+#include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
+#include "llvm/IR/Function.h"
+#include "llvm/IR/GlobalAlias.h"
+#include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
+#include "llvm/IR/Instructions.h"
+#include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
+#include "llvm/IR/LLVMContext.h"
+#include "llvm/IR/Operator.h"
+#include "llvm/Pass.h"
 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
 #include "llvm/Support/GetElementPtrTypeIterator.h"
+#include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
 #include <algorithm>
 using namespace llvm;
 
@@ -42,22 +42,6 @@ using namespace llvm;
 // Useful predicates
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 
-/// isKnownNonNull - Return true if we know that the specified value is never
-/// null.
-static bool isKnownNonNull(const Value *V) {
-  // Alloca never returns null, malloc might.
-  if (isa<AllocaInst>(V)) return true;
-  
-  // A byval argument is never null.
-  if (const Argument *A = dyn_cast<Argument>(V))
-    return A->hasByValAttr();
-
-  // Global values are not null unless extern weak.
-  if (const GlobalValue *GV = dyn_cast<GlobalValue>(V))
-    return !GV->hasExternalWeakLinkage();
-  return false;
-}
-
 /// isNonEscapingLocalObject - Return true if the pointer is to a function-local
 /// object that never escapes from the function.
 static bool isNonEscapingLocalObject(const Value *V) {
@@ -74,12 +58,12 @@ static bool isNonEscapingLocalObject(const Value *V) {
   // then it has not escaped before entering the function.  Check if it escapes
   // inside the function.
   if (const Argument *A = dyn_cast<Argument>(V))
-    if (A->hasByValAttr() || A->hasNoAliasAttr()) {
-      // Don't bother analyzing arguments already known not to escape.
-      if (A->hasNoCaptureAttr())
-        return true;
+    if (A->hasByValAttr() || A->hasNoAliasAttr())
+      // Note even if the argument is marked nocapture we still need to check
+      // for copies made inside the function. The nocapture attribute only
+      // specifies that there are no copies made that outlive the function.
       return !PointerMayBeCaptured(V, false, /*StoreCaptures=*/true);
-    }
+
   return false;
 }
 
@@ -100,53 +84,75 @@ static bool isEscapeSource(const Value *V) {
 
 /// getObjectSize - Return the size of the object specified by V, or
 /// UnknownSize if unknown.
-static uint64_t getObjectSize(const Value *V, const TargetData &TD) {
-  Type *AccessTy;
-  if (const GlobalVariable *GV = dyn_cast<GlobalVariable>(V)) {
-    if (!GV->hasDefinitiveInitializer())
-      return AliasAnalysis::UnknownSize;
-    AccessTy = GV->getType()->getElementType();
-  } else if (const AllocaInst *AI = dyn_cast<AllocaInst>(V)) {
-    if (!AI->isArrayAllocation())
-      AccessTy = AI->getType()->getElementType();
-    else
-      return AliasAnalysis::UnknownSize;
-  } else if (const CallInst* CI = extractMallocCall(V)) {
-    if (!isArrayMalloc(V, &TD))
-      // The size is the argument to the malloc call.
-      if (const ConstantInt* C = dyn_cast<ConstantInt>(CI->getArgOperand(0)))
-        return C->getZExtValue();
-    return AliasAnalysis::UnknownSize;
-  } else if (const Argument *A = dyn_cast<Argument>(V)) {
-    if (A->hasByValAttr())
-      AccessTy = cast<PointerType>(A->getType())->getElementType();
-    else
-      return AliasAnalysis::UnknownSize;
-  } else {
-    return AliasAnalysis::UnknownSize;
-  }
-  
-  if (AccessTy->isSized())
-    return TD.getTypeAllocSize(AccessTy);
+static uint64_t getObjectSize(const Value *V, const DataLayout &TD,
+                              const TargetLibraryInfo &TLI,
+                              bool RoundToAlign = false) {
+  uint64_t Size;
+  if (getObjectSize(V, Size, &TD, &TLI, RoundToAlign))
+    return Size;
   return AliasAnalysis::UnknownSize;
 }
 
 /// isObjectSmallerThan - Return true if we can prove that the object specified
 /// by V is smaller than Size.
 static bool isObjectSmallerThan(const Value *V, uint64_t Size,
-                                const TargetData &TD) {
-  uint64_t ObjectSize = getObjectSize(V, TD);
+                                const DataLayout &TD,
+                                const TargetLibraryInfo &TLI) {
+  // Note that the meanings of the "object" are slightly different in the
+  // following contexts:
+  //    c1: llvm::getObjectSize()
+  //    c2: llvm.objectsize() intrinsic
+  //    c3: isObjectSmallerThan()
+  // c1 and c2 share the same meaning; however, the meaning of "object" in c3
+  // refers to the "entire object".
+  //
+  //  Consider this example:
+  //     char *p = (char*)malloc(100)
+  //     char *q = p+80;
+  //
+  //  In the context of c1 and c2, the "object" pointed by q refers to the
+  // stretch of memory of q[0:19]. So, getObjectSize(q) should return 20.
+  //
+  //  However, in the context of c3, the "object" refers to the chunk of memory
+  // being allocated. So, the "object" has 100 bytes, and q points to the middle
+  // the "object". In case q is passed to isObjectSmallerThan() as the 1st
+  // parameter, before the llvm::getObjectSize() is called to get the size of
+  // entire object, we should:
+  //    - either rewind the pointer q to the base-address of the object in
+  //      question (in this case rewind to p), or
+  //    - just give up. It is up to caller to make sure the pointer is pointing
+  //      to the base address the object.
+  //
+  // We go for 2nd option for simplicity.
+  if (!isIdentifiedObject(V))
+    return false;
+
+  // This function needs to use the aligned object size because we allow
+  // reads a bit past the end given sufficient alignment.
+  uint64_t ObjectSize = getObjectSize(V, TD, TLI, /*RoundToAlign*/true);
+
   return ObjectSize != AliasAnalysis::UnknownSize && ObjectSize < Size;
 }
 
 /// isObjectSize - Return true if we can prove that the object specified
 /// by V has size Size.
 static bool isObjectSize(const Value *V, uint64_t Size,
-                         const TargetData &TD) {
-  uint64_t ObjectSize = getObjectSize(V, TD);
+                         const DataLayout &TD, const TargetLibraryInfo &TLI) {
+  uint64_t ObjectSize = getObjectSize(V, TD, TLI);
   return ObjectSize != AliasAnalysis::UnknownSize && ObjectSize == Size;
 }
 
+/// isIdentifiedFunctionLocal - Return true if V is umabigously identified
+/// at the function-level. Different IdentifiedFunctionLocals can't alias.
+/// Further, an IdentifiedFunctionLocal can not alias with any function
+/// arguments other than itself, which is not neccessarily true for
+/// IdentifiedObjects.
+static bool isIdentifiedFunctionLocal(const Value *V)
+{
+  return isa<AllocaInst>(V) || isNoAliasCall(V) || isNoAliasArgument(V);
+}
+
+
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 // GetElementPtr Instruction Decomposition and Analysis
 //===----------------------------------------------------------------------===//
@@ -157,11 +163,20 @@ namespace {
     EK_SignExt,
     EK_ZeroExt
   };
-  
+
   struct VariableGEPIndex {
     const Value *V;
     ExtensionKind Extension;
     int64_t Scale;
+
+    bool operator==(const VariableGEPIndex &Other) const {
+      return V == Other.V && Extension == Other.Extension &&
+        Scale == Other.Scale;
+    }
+
+    bool operator!=(const VariableGEPIndex &Other) const {
+      return !operator==(Other);
+    }
   };
 }
 
@@ -176,7 +191,7 @@ namespace {
 /// represented in the result.
 static Value *GetLinearExpression(Value *V, APInt &Scale, APInt &Offset,
                                   ExtensionKind &Extension,
-                                  const TargetData &TD, unsigned Depth) {
+                                  const DataLayout &TD, unsigned Depth) {
   assert(V->getType()->isIntegerTy() && "Not an integer value");
 
   // Limit our recursion depth.
@@ -185,7 +200,7 @@ static Value *GetLinearExpression(Value *V, APInt &Scale, APInt &Offset,
     Offset = 0;
     return V;
   }
-  
+
   if (BinaryOperator *BOp = dyn_cast<BinaryOperator>(V)) {
     if (ConstantInt *RHSC = dyn_cast<ConstantInt>(BOp->getOperand(1))) {
       switch (BOp->getOpcode()) {
@@ -216,7 +231,7 @@ static Value *GetLinearExpression(Value *V, APInt &Scale, APInt &Offset,
       }
     }
   }
-  
+
   // Since GEP indices are sign extended anyway, we don't care about the high
   // bits of a sign or zero extended value - just scales and offsets.  The
   // extensions have to be consistent though.
@@ -233,10 +248,10 @@ static Value *GetLinearExpression(Value *V, APInt &Scale, APInt &Offset,
                                         TD, Depth+1);
     Scale = Scale.zext(OldWidth);
     Offset = Offset.zext(OldWidth);
-    
+
     return Result;
   }
-  
+
   Scale = 1;
   Offset = 0;
   return V;
@@ -251,17 +266,17 @@ static Value *GetLinearExpression(Value *V, APInt &Scale, APInt &Offset,
 /// specified amount, but which may have other unrepresented high bits. As such,
 /// the gep cannot necessarily be reconstructed from its decomposed form.
 ///
-/// When TargetData is around, this function is capable of analyzing everything
+/// When DataLayout is around, this function is capable of analyzing everything
 /// that GetUnderlyingObject can look through.  When not, it just looks
 /// through pointer casts.
 ///
 static const Value *
 DecomposeGEPExpression(const Value *V, int64_t &BaseOffs,
                        SmallVectorImpl<VariableGEPIndex> &VarIndices,
-                       const TargetData *TD) {
+                       const DataLayout *TD) {
   // Limit recursion depth to limit compile time in crazy cases.
   unsigned MaxLookup = 6;
-  
+
   BaseOffs = 0;
   do {
     // See if this is a bitcast or GEP.
@@ -276,7 +291,7 @@ DecomposeGEPExpression(const Value *V, int64_t &BaseOffs,
       }
       return V;
     }
-    
+
     if (Op->getOpcode() == Instruction::BitCast) {
       V = Op->getOperand(0);
       continue;
@@ -293,16 +308,15 @@ DecomposeGEPExpression(const Value *V, int64_t &BaseOffs,
           V = Simplified;
           continue;
         }
-    
+
       return V;
     }
-    
+
     // Don't attempt to analyze GEPs over unsized objects.
-    if (!cast<PointerType>(GEPOp->getOperand(0)->getType())
-        ->getElementType()->isSized())
+    if (!GEPOp->getOperand(0)->getType()->getPointerElementType()->isSized())
       return V;
-    
-    // If we are lacking TargetData information, we can't compute the offets of
+
+    // If we are lacking DataLayout information, we can't compute the offets of
     // elements computed by GEPs.  However, we can handle bitcast equivalent
     // GEPs.
     if (TD == 0) {
@@ -311,7 +325,8 @@ DecomposeGEPExpression(const Value *V, int64_t &BaseOffs,
       V = GEPOp->getOperand(0);
       continue;
     }
-    
+
+    unsigned AS = GEPOp->getPointerAddressSpace();
     // Walk the indices of the GEP, accumulating them into BaseOff/VarIndices.
     gep_type_iterator GTI = gep_type_begin(GEPOp);
     for (User::const_op_iterator I = GEPOp->op_begin()+1,
@@ -322,38 +337,37 @@ DecomposeGEPExpression(const Value *V, int64_t &BaseOffs,
         // For a struct, add the member offset.
         unsigned FieldNo = cast<ConstantInt>(Index)->getZExtValue();
         if (FieldNo == 0) continue;
-        
+
         BaseOffs += TD->getStructLayout(STy)->getElementOffset(FieldNo);
         continue;
       }
-      
+
       // For an array/pointer, add the element offset, explicitly scaled.
       if (ConstantInt *CIdx = dyn_cast<ConstantInt>(Index)) {
         if (CIdx->isZero()) continue;
         BaseOffs += TD->getTypeAllocSize(*GTI)*CIdx->getSExtValue();
         continue;
       }
-      
+
       uint64_t Scale = TD->getTypeAllocSize(*GTI);
       ExtensionKind Extension = EK_NotExtended;
-      
+
       // If the integer type is smaller than the pointer size, it is implicitly
       // sign extended to pointer size.
-      unsigned Width = cast<IntegerType>(Index->getType())->getBitWidth();
-      if (TD->getPointerSizeInBits() > Width)
+      unsigned Width = Index->getType()->getIntegerBitWidth();
+      if (TD->getPointerSizeInBits(AS) > Width)
         Extension = EK_SignExt;
-      
+
       // Use GetLinearExpression to decompose the index into a C1*V+C2 form.
       APInt IndexScale(Width, 0), IndexOffset(Width, 0);
       Index = GetLinearExpression(Index, IndexScale, IndexOffset, Extension,
                                   *TD, 0);
-      
+
       // The GEP index scale ("Scale") scales C1*V+C2, yielding (C1*V+C2)*Scale.
       // This gives us an aggregate computation of (C1*Scale)*V + C2*Scale.
       BaseOffs += IndexOffset.getSExtValue()*Scale;
       Scale *= IndexScale.getSExtValue();
-      
-      
+
       // If we already had an occurrence of this index variable, merge this
       // scale into it.  For example, we want to handle:
       //   A[x][x] -> x*16 + x*4 -> x*20
@@ -366,25 +380,25 @@ DecomposeGEPExpression(const Value *V, int64_t &BaseOffs,
           break;
         }
       }
-      
+
       // Make sure that we have a scale that makes sense for this target's
       // pointer size.
-      if (unsigned ShiftBits = 64-TD->getPointerSizeInBits()) {
+      if (unsigned ShiftBits = 64 - TD->getPointerSizeInBits(AS)) {
         Scale <<= ShiftBits;
         Scale = (int64_t)Scale >> ShiftBits;
       }
-      
+
       if (Scale) {
         VariableGEPIndex Entry = {Index, Extension,
                                   static_cast<int64_t>(Scale)};
         VarIndices.push_back(Entry);
       }
     }
-    
+
     // Analyze the base pointer next.
     V = GEPOp->getOperand(0);
   } while (--MaxLookup);
-  
+
   // If the chain of expressions is too deep, just return early.
   return V;
 }
@@ -392,7 +406,7 @@ DecomposeGEPExpression(const Value *V, int64_t &BaseOffs,
 /// GetIndexDifference - Dest and Src are the variable indices from two
 /// decomposed GetElementPtr instructions GEP1 and GEP2 which have common base
 /// pointers.  Subtract the GEP2 indices from GEP1 to find the symbolic
-/// difference between the two pointers. 
+/// difference between the two pointers.
 static void GetIndexDifference(SmallVectorImpl<VariableGEPIndex> &Dest,
                                const SmallVectorImpl<VariableGEPIndex> &Src) {
   if (Src.empty()) return;
@@ -401,12 +415,12 @@ static void GetIndexDifference(SmallVectorImpl<VariableGEPIndex> &Dest,
     const Value *V = Src[i].V;
     ExtensionKind Extension = Src[i].Extension;
     int64_t Scale = Src[i].Scale;
-    
+
     // Find V in Dest.  This is N^2, but pointer indices almost never have more
     // than a few variable indexes.
     for (unsigned j = 0, e = Dest.size(); j != e; ++j) {
       if (Dest[j].V != V || Dest[j].Extension != Extension) continue;
-      
+
       // If we found it, subtract off Scale V's from the entry in Dest.  If it
       // goes to zero, remove the entry.
       if (Dest[j].Scale != Scale)
@@ -416,7 +430,7 @@ static void GetIndexDifference(SmallVectorImpl<VariableGEPIndex> &Dest,
       Scale = 0;
       break;
     }
-    
+
     // If we didn't consume this entry, add it to the end of the Dest list.
     if (Scale) {
       VariableGEPIndex Entry = { V, Extension, -Scale };
@@ -453,13 +467,7 @@ namespace {
   /// BasicAliasAnalysis - This is the primary alias analysis implementation.
   struct BasicAliasAnalysis : public ImmutablePass, public AliasAnalysis {
     static char ID; // Class identification, replacement for typeinfo
-    BasicAliasAnalysis() : ImmutablePass(ID),
-                           // AliasCache rarely has more than 1 or 2 elements,
-                           // so start it off fairly small so that clear()
-                           // doesn't have to tromp through 64 (the default)
-                           // elements on each alias query. This really wants
-                           // something like a SmallDenseMap.
-                           AliasCache(8) {
+    BasicAliasAnalysis() : ImmutablePass(ID) {
       initializeBasicAliasAnalysisPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
     }
 
@@ -479,7 +487,11 @@ namespace {
              "BasicAliasAnalysis doesn't support interprocedural queries.");
       AliasResult Alias = aliasCheck(LocA.Ptr, LocA.Size, LocA.TBAATag,
                                      LocB.Ptr, LocB.Size, LocB.TBAATag);
-      AliasCache.clear();
+      // AliasCache rarely has more than 1 or 2 elements, always use
+      // shrink_and_clear so it quickly returns to the inline capacity of the
+      // SmallDenseMap if it ever grows larger.
+      // FIXME: This should really be shrink_to_inline_capacity_and_clear().
+      AliasCache.shrink_and_clear();
       return Alias;
     }
 
@@ -513,11 +525,11 @@ namespace {
         return (AliasAnalysis*)this;
       return this;
     }
-    
+
   private:
     // AliasCache - Track alias queries to guard against recursion.
     typedef std::pair<Location, Location> LocPair;
-    typedef DenseMap<LocPair, AliasResult> AliasCacheTy;
+    typedef SmallDenseMap<LocPair, AliasResult, 8> AliasCacheTy;
     AliasCacheTy AliasCache;
 
     // Visited - Track instructions visited by pointsToConstantMemory.
@@ -526,6 +538,7 @@ namespace {
     // aliasGEP - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a GEP
     // instruction against another.
     AliasResult aliasGEP(const GEPOperator *V1, uint64_t V1Size,
+                         const MDNode *V1TBAAInfo,
                          const Value *V2, uint64_t V2Size,
                          const MDNode *V2TBAAInfo,
                          const Value *UnderlyingV1, const Value *UnderlyingV2);
@@ -657,7 +670,7 @@ BasicAliasAnalysis::getModRefBehavior(const Function *F) {
   // For intrinsics, we can check the table.
   if (unsigned iid = F->getIntrinsicID()) {
 #define GET_INTRINSIC_MODREF_BEHAVIOR
-#include "llvm/Intrinsics.gen"
+#include "llvm/IR/Intrinsics.gen"
 #undef GET_INTRINSIC_MODREF_BEHAVIOR
   }
 
@@ -682,7 +695,7 @@ BasicAliasAnalysis::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
          "AliasAnalysis query involving multiple functions!");
 
   const Value *Object = GetUnderlyingObject(Loc.Ptr, TD);
-  
+
   // If this is a tail call and Loc.Ptr points to a stack location, we know that
   // the tail call cannot access or modify the local stack.
   // We cannot exclude byval arguments here; these belong to the caller of
@@ -692,7 +705,7 @@ BasicAliasAnalysis::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
     if (const CallInst *CI = dyn_cast<CallInst>(CS.getInstruction()))
       if (CI->isTailCall())
         return NoModRef;
-  
+
   // If the pointer is to a locally allocated object that does not escape,
   // then the call can not mod/ref the pointer unless the call takes the pointer
   // as an argument, and itself doesn't capture it.
@@ -706,20 +719,19 @@ BasicAliasAnalysis::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
       // pointer were passed to arguments that were neither of these, then it
       // couldn't be no-capture.
       if (!(*CI)->getType()->isPointerTy() ||
-          (!CS.paramHasAttr(ArgNo+1, Attribute::NoCapture) &&
-           !CS.paramHasAttr(ArgNo+1, Attribute::ByVal)))
+          (!CS.doesNotCapture(ArgNo) && !CS.isByValArgument(ArgNo)))
         continue;
-      
+
       // If this is a no-capture pointer argument, see if we can tell that it
       // is impossible to alias the pointer we're checking.  If not, we have to
       // assume that the call could touch the pointer, even though it doesn't
       // escape.
-      if (!isNoAlias(Location(cast<Value>(CI)), Loc)) {
+      if (!isNoAlias(Location(*CI), Location(Object))) {
         PassedAsArg = true;
         break;
       }
     }
-    
+
     if (!PassedAsArg)
       return NoModRef;
   }
@@ -763,26 +775,6 @@ BasicAliasAnalysis::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
       // We know that memset doesn't load anything.
       Min = Mod;
       break;
-    case Intrinsic::atomic_cmp_swap:
-    case Intrinsic::atomic_swap:
-    case Intrinsic::atomic_load_add:
-    case Intrinsic::atomic_load_sub:
-    case Intrinsic::atomic_load_and:
-    case Intrinsic::atomic_load_nand:
-    case Intrinsic::atomic_load_or:
-    case Intrinsic::atomic_load_xor:
-    case Intrinsic::atomic_load_max:
-    case Intrinsic::atomic_load_min:
-    case Intrinsic::atomic_load_umax:
-    case Intrinsic::atomic_load_umin:
-      if (TD) {
-        Value *Op1 = II->getArgOperand(0);
-        uint64_t Op1Size = TD->getTypeStoreSize(Op1->getType());
-        MDNode *Tag = II->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa);
-        if (isNoAlias(Location(Op1, Op1Size, Tag), Loc))
-          return NoModRef;
-      }
-      break;
     case Intrinsic::lifetime_start:
     case Intrinsic::lifetime_end:
     case Intrinsic::invariant_start: {
@@ -828,7 +820,7 @@ BasicAliasAnalysis::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
     }
 
   // We can bound the aliasing properties of memset_pattern16 just as we can
-  // for memcpy/memset.  This is particularly important because the 
+  // for memcpy/memset.  This is particularly important because the
   // LoopIdiomRecognizer likes to turn loops into calls to memset_pattern16
   // whenever possible.
   else if (TLI.has(LibFunc::memset_pattern16) &&
@@ -864,6 +856,21 @@ BasicAliasAnalysis::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
   return ModRefResult(AliasAnalysis::getModRefInfo(CS, Loc) & Min);
 }
 
+static bool areVarIndicesEqual(SmallVectorImpl<VariableGEPIndex> &Indices1,
+                               SmallVectorImpl<VariableGEPIndex> &Indices2) {
+  unsigned Size1 = Indices1.size();
+  unsigned Size2 = Indices2.size();
+
+  if (Size1 != Size2)
+    return false;
+
+  for (unsigned I = 0; I != Size1; ++I)
+    if (Indices1[I] != Indices2[I])
+      return false;
+
+  return true;
+}
+
 /// aliasGEP - Provide a bunch of ad-hoc rules to disambiguate a GEP instruction
 /// against another pointer.  We know that V1 is a GEP, but we don't know
 /// anything about V2.  UnderlyingV1 is GetUnderlyingObject(GEP1, TD),
@@ -871,6 +878,7 @@ BasicAliasAnalysis::getModRefInfo(ImmutableCallSite CS,
 ///
 AliasAnalysis::AliasResult
 BasicAliasAnalysis::aliasGEP(const GEPOperator *GEP1, uint64_t V1Size,
+                             const MDNode *V1TBAAInfo,
                              const Value *V2, uint64_t V2Size,
                              const MDNode *V2TBAAInfo,
                              const Value *UnderlyingV1,
@@ -878,42 +886,73 @@ BasicAliasAnalysis::aliasGEP(const GEPOperator *GEP1, uint64_t V1Size,
   int64_t GEP1BaseOffset;
   SmallVector<VariableGEPIndex, 4> GEP1VariableIndices;
 
-  // If we have two gep instructions with must-alias'ing base pointers, figure
-  // out if the indexes to the GEP tell us anything about the derived pointer.
+  // If we have two gep instructions with must-alias or not-alias'ing base
+  // pointers, figure out if the indexes to the GEP tell us anything about the
+  // derived pointer.
   if (const GEPOperator *GEP2 = dyn_cast<GEPOperator>(V2)) {
     // Do the base pointers alias?
     AliasResult BaseAlias = aliasCheck(UnderlyingV1, UnknownSize, 0,
                                        UnderlyingV2, UnknownSize, 0);
-    
+
+    // Check for geps of non-aliasing underlying pointers where the offsets are
+    // identical.
+    if ((BaseAlias == MayAlias) && V1Size == V2Size) {
+      // Do the base pointers alias assuming type and size.
+      AliasResult PreciseBaseAlias = aliasCheck(UnderlyingV1, V1Size,
+                                                V1TBAAInfo, UnderlyingV2,
+                                                V2Size, V2TBAAInfo);
+      if (PreciseBaseAlias == NoAlias) {
+        // See if the computed offset from the common pointer tells us about the
+        // relation of the resulting pointer.
+        int64_t GEP2BaseOffset;
+        SmallVector<VariableGEPIndex, 4> GEP2VariableIndices;
+        const Value *GEP2BasePtr =
+          DecomposeGEPExpression(GEP2, GEP2BaseOffset, GEP2VariableIndices, TD);
+        const Value *GEP1BasePtr =
+          DecomposeGEPExpression(GEP1, GEP1BaseOffset, GEP1VariableIndices, TD);
+        // DecomposeGEPExpression and GetUnderlyingObject should return the
+        // same result except when DecomposeGEPExpression has no DataLayout.
+        if (GEP1BasePtr != UnderlyingV1 || GEP2BasePtr != UnderlyingV2) {
+          assert(TD == 0 &&
+             "DecomposeGEPExpression and GetUnderlyingObject disagree!");
+          return MayAlias;
+        }
+        // Same offsets.
+        if (GEP1BaseOffset == GEP2BaseOffset &&
+            areVarIndicesEqual(GEP1VariableIndices, GEP2VariableIndices))
+          return NoAlias;
+        GEP1VariableIndices.clear();
+      }
+    }
+
     // If we get a No or May, then return it immediately, no amount of analysis
     // will improve this situation.
     if (BaseAlias != MustAlias) return BaseAlias;
-    
+
     // Otherwise, we have a MustAlias.  Since the base pointers alias each other
     // exactly, see if the computed offset from the common pointer tells us
     // about the relation of the resulting pointer.
     const Value *GEP1BasePtr =
       DecomposeGEPExpression(GEP1, GEP1BaseOffset, GEP1VariableIndices, TD);
-    
+
     int64_t GEP2BaseOffset;
     SmallVector<VariableGEPIndex, 4> GEP2VariableIndices;
     const Value *GEP2BasePtr =
       DecomposeGEPExpression(GEP2, GEP2BaseOffset, GEP2VariableIndices, TD);
-    
-    // If DecomposeGEPExpression isn't able to look all the way through the
-    // addressing operation, we must not have TD and this is too complex for us
-    // to handle without it.
+
+    // DecomposeGEPExpression and GetUnderlyingObject should return the
+    // same result except when DecomposeGEPExpression has no DataLayout.
     if (GEP1BasePtr != UnderlyingV1 || GEP2BasePtr != UnderlyingV2) {
       assert(TD == 0 &&
              "DecomposeGEPExpression and GetUnderlyingObject disagree!");
       return MayAlias;
     }
-    
+
     // Subtract the GEP2 pointer from the GEP1 pointer to find out their
     // symbolic difference.
     GEP1BaseOffset -= GEP2BaseOffset;
     GetIndexDifference(GEP1VariableIndices, GEP2VariableIndices);
-    
+
   } else {
     // Check to see if these two pointers are related by the getelementptr
     // instruction.  If one pointer is a GEP with a non-zero index of the other
@@ -935,17 +974,16 @@ BasicAliasAnalysis::aliasGEP(const GEPOperator *GEP1, uint64_t V1Size,
 
     const Value *GEP1BasePtr =
       DecomposeGEPExpression(GEP1, GEP1BaseOffset, GEP1VariableIndices, TD);
-    
-    // If DecomposeGEPExpression isn't able to look all the way through the
-    // addressing operation, we must not have TD and this is too complex for us
-    // to handle without it.
+
+    // DecomposeGEPExpression and GetUnderlyingObject should return the
+    // same result except when DecomposeGEPExpression has no DataLayout.
     if (GEP1BasePtr != UnderlyingV1) {
       assert(TD == 0 &&
              "DecomposeGEPExpression and GetUnderlyingObject disagree!");
       return MayAlias;
     }
   }
-  
+
   // In the two GEP Case, if there is no difference in the offsets of the
   // computed pointers, the resultant pointers are a must alias.  This
   // hapens when we have two lexically identical GEP's (for example).
@@ -955,53 +993,50 @@ BasicAliasAnalysis::aliasGEP(const GEPOperator *GEP1, uint64_t V1Size,
   if (GEP1BaseOffset == 0 && GEP1VariableIndices.empty())
     return MustAlias;
 
-  // If there is a difference between the pointers, but the difference is
-  // less than the size of the associated memory object, then we know
-  // that the objects are partially overlapping.
+  // If there is a constant difference between the pointers, but the difference
+  // is less than the size of the associated memory object, then we know
+  // that the objects are partially overlapping.  If the difference is
+  // greater, we know they do not overlap.
   if (GEP1BaseOffset != 0 && GEP1VariableIndices.empty()) {
-    if (GEP1BaseOffset >= 0 ?
-        (V2Size != UnknownSize && (uint64_t)GEP1BaseOffset < V2Size) :
-        (V1Size != UnknownSize && -(uint64_t)GEP1BaseOffset < V1Size &&
-         GEP1BaseOffset != INT64_MIN))
-      return PartialAlias;
+    if (GEP1BaseOffset >= 0) {
+      if (V2Size != UnknownSize) {
+        if ((uint64_t)GEP1BaseOffset < V2Size)
+          return PartialAlias;
+        return NoAlias;
+      }
+    } else {
+      if (V1Size != UnknownSize) {
+        if (-(uint64_t)GEP1BaseOffset < V1Size)
+          return PartialAlias;
+        return NoAlias;
+      }
+    }
   }
 
-  // If we have a known constant offset, see if this offset is larger than the
-  // access size being queried.  If so, and if no variable indices can remove
-  // pieces of this constant, then we know we have a no-alias.  For example,
-  //   &A[100] != &A.
-  
-  // In order to handle cases like &A[100][i] where i is an out of range
-  // subscript, we have to ignore all constant offset pieces that are a multiple
-  // of a scaled index.  Do this by removing constant offsets that are a
-  // multiple of any of our variable indices.  This allows us to transform
-  // things like &A[i][1] because i has a stride of (e.g.) 8 bytes but the 1
-  // provides an offset of 4 bytes (assuming a <= 4 byte access).
-  for (unsigned i = 0, e = GEP1VariableIndices.size();
-       i != e && GEP1BaseOffset;++i)
-    if (int64_t RemovedOffset = GEP1BaseOffset/GEP1VariableIndices[i].Scale)
-      GEP1BaseOffset -= RemovedOffset*GEP1VariableIndices[i].Scale;
-  
-  // If our known offset is bigger than the access size, we know we don't have
-  // an alias.
-  if (GEP1BaseOffset) {
-    if (GEP1BaseOffset >= 0 ?
-        (V2Size != UnknownSize && (uint64_t)GEP1BaseOffset >= V2Size) :
-        (V1Size != UnknownSize && -(uint64_t)GEP1BaseOffset >= V1Size &&
-         GEP1BaseOffset != INT64_MIN))
+  // Try to distinguish something like &A[i][1] against &A[42][0].
+  // Grab the least significant bit set in any of the scales.
+  if (!GEP1VariableIndices.empty()) {
+    uint64_t Modulo = 0;
+    for (unsigned i = 0, e = GEP1VariableIndices.size(); i != e; ++i)
+      Modulo |= (uint64_t)GEP1VariableIndices[i].Scale;
+    Modulo = Modulo ^ (Modulo & (Modulo - 1));
+
+    // We can compute the difference between the two addresses
+    // mod Modulo. Check whether that difference guarantees that the
+    // two locations do not alias.
+    uint64_t ModOffset = (uint64_t)GEP1BaseOffset & (Modulo - 1);
+    if (V1Size != UnknownSize && V2Size != UnknownSize &&
+        ModOffset >= V2Size && V1Size <= Modulo - ModOffset)
       return NoAlias;
   }
-  
+
   // Statically, we can see that the base objects are the same, but the
   // pointers have dynamic offsets which we can't resolve. And none of our
   // little tricks above worked.
   //
   // TODO: Returning PartialAlias instead of MayAlias is a mild hack; the
   // practical effect of this is protecting TBAA in the case of dynamic
-  // indices into arrays of unions. An alternative way to solve this would
-  // be to have clang emit extra metadata for unions and/or union accesses.
-  // A union-specific solution wouldn't handle the problem for malloc'd
-  // memory however.
+  // indices into arrays of unions or malloc'd memory.
   return PartialAlias;
 }
 
@@ -1064,13 +1099,24 @@ BasicAliasAnalysis::aliasPHI(const PHINode *PN, uint64_t PNSize,
   // on corresponding edges.
   if (const PHINode *PN2 = dyn_cast<PHINode>(V2))
     if (PN2->getParent() == PN->getParent()) {
-      AliasResult Alias =
-        aliasCheck(PN->getIncomingValue(0), PNSize, PNTBAAInfo,
-                   PN2->getIncomingValueForBlock(PN->getIncomingBlock(0)),
-                   V2Size, V2TBAAInfo);
-      if (Alias == MayAlias)
-        return MayAlias;
-      for (unsigned i = 1, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
+      LocPair Locs(Location(PN, PNSize, PNTBAAInfo),
+                   Location(V2, V2Size, V2TBAAInfo));
+      if (PN > V2)
+        std::swap(Locs.first, Locs.second);
+      // Analyse the PHIs' inputs under the assumption that the PHIs are
+      // NoAlias.
+      // If the PHIs are May/MustAlias there must be (recursively) an input
+      // operand from outside the PHIs' cycle that is MayAlias/MustAlias or
+      // there must be an operation on the PHIs within the PHIs' value cycle
+      // that causes a MayAlias.
+      // Pretend the phis do not alias.
+      AliasResult Alias = NoAlias;
+      assert(AliasCache.count(Locs) &&
+             "There must exist an entry for the phi node");
+      AliasResult OrigAliasResult = AliasCache[Locs];
+      AliasCache[Locs] = NoAlias;
+
+      for (unsigned i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i) {
         AliasResult ThisAlias =
           aliasCheck(PN->getIncomingValue(i), PNSize, PNTBAAInfo,
                      PN2->getIncomingValueForBlock(PN->getIncomingBlock(i)),
@@ -1079,6 +1125,11 @@ BasicAliasAnalysis::aliasPHI(const PHINode *PN, uint64_t PNSize,
         if (Alias == MayAlias)
           break;
       }
+
+      // Reset if speculation failed.
+      if (Alias != NoAlias)
+        AliasCache[Locs] = OrigAliasResult;
+
       return Alias;
     }
 
@@ -1164,17 +1215,17 @@ BasicAliasAnalysis::aliasCheck(const Value *V1, uint64_t V1Size,
         (isa<Constant>(O2) && isIdentifiedObject(O1) && !isa<Constant>(O1)))
       return NoAlias;
 
-    // Arguments can't alias with local allocations or noalias calls
-    // in the same function.
-    if (((isa<Argument>(O1) && (isa<AllocaInst>(O2) || isNoAliasCall(O2))) ||
-         (isa<Argument>(O2) && (isa<AllocaInst>(O1) || isNoAliasCall(O1)))))
+    // Function arguments can't alias with things that are known to be
+    // unambigously identified at the function level.
+    if ((isa<Argument>(O1) && isIdentifiedFunctionLocal(O2)) ||
+        (isa<Argument>(O2) && isIdentifiedFunctionLocal(O1)))
       return NoAlias;
 
     // Most objects can't alias null.
     if ((isa<ConstantPointerNull>(O2) && isKnownNonNull(O1)) ||
         (isa<ConstantPointerNull>(O1) && isKnownNonNull(O2)))
       return NoAlias;
-  
+
     // If one pointer is the result of a call/invoke or load and the other is a
     // non-escaping local object within the same function, then we know the
     // object couldn't escape to a point where the call could return it.
@@ -1193,10 +1244,10 @@ BasicAliasAnalysis::aliasCheck(const Value *V1, uint64_t V1Size,
   // If the size of one access is larger than the entire object on the other
   // side, then we know such behavior is undefined and can assume no alias.
   if (TD)
-    if ((V1Size != UnknownSize && isObjectSmallerThan(O2, V1Size, *TD)) ||
-        (V2Size != UnknownSize && isObjectSmallerThan(O1, V2Size, *TD)))
+    if ((V1Size != UnknownSize && isObjectSmallerThan(O2, V1Size, *TD, *TLI)) ||
+        (V2Size != UnknownSize && isObjectSmallerThan(O1, V2Size, *TD, *TLI)))
       return NoAlias;
-  
+
   // Check the cache before climbing up use-def chains. This also terminates
   // otherwise infinitely recursive queries.
   LocPair Locs(Location(V1, V1Size, V1TBAAInfo),
@@ -1214,15 +1265,17 @@ BasicAliasAnalysis::aliasCheck(const Value *V1, uint64_t V1Size,
     std::swap(V1, V2);
     std::swap(V1Size, V2Size);
     std::swap(O1, O2);
+    std::swap(V1TBAAInfo, V2TBAAInfo);
   }
   if (const GEPOperator *GV1 = dyn_cast<GEPOperator>(V1)) {
-    AliasResult Result = aliasGEP(GV1, V1Size, V2, V2Size, V2TBAAInfo, O1, O2);
+    AliasResult Result = aliasGEP(GV1, V1Size, V1TBAAInfo, V2, V2Size, V2TBAAInfo, O1, O2);
     if (Result != MayAlias) return AliasCache[Locs] = Result;
   }
 
   if (isa<PHINode>(V2) && !isa<PHINode>(V1)) {
     std::swap(V1, V2);
     std::swap(V1Size, V2Size);
+    std::swap(V1TBAAInfo, V2TBAAInfo);
   }
   if (const PHINode *PN = dyn_cast<PHINode>(V1)) {
     AliasResult Result = aliasPHI(PN, V1Size, V1TBAAInfo,
@@ -1233,6 +1286,7 @@ BasicAliasAnalysis::aliasCheck(const Value *V1, uint64_t V1Size,
   if (isa<SelectInst>(V2) && !isa<SelectInst>(V1)) {
     std::swap(V1, V2);
     std::swap(V1Size, V2Size);
+    std::swap(V1TBAAInfo, V2TBAAInfo);
   }
   if (const SelectInst *S1 = dyn_cast<SelectInst>(V1)) {
     AliasResult Result = aliasSelect(S1, V1Size, V1TBAAInfo,
@@ -1244,8 +1298,8 @@ BasicAliasAnalysis::aliasCheck(const Value *V1, uint64_t V1Size,
   // accesses is accessing the entire object, then the accesses must
   // overlap in some way.
   if (TD && O1 == O2)
-    if ((V1Size != UnknownSize && isObjectSize(O1, V1Size, *TD)) ||
-        (V2Size != UnknownSize && isObjectSize(O2, V2Size, *TD)))
+    if ((V1Size != UnknownSize && isObjectSize(O1, V1Size, *TD, *TLI)) ||
+        (V2Size != UnknownSize && isObjectSize(O2, V2Size, *TD, *TLI)))
       return AliasCache[Locs] = PartialAlias;
 
   AliasResult Result =