]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm/lib/Analysis/LoopAccessAnalysis.cpp
Merge llvm, clang, lld, lldb, compiler-rt and libc++ r303571, and update
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm / lib / Analysis / LoopAccessAnalysis.cpp
1 //===- LoopAccessAnalysis.cpp - Loop Access Analysis Implementation --------==//
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 // The implementation for the loop memory dependence that was originally
11 // developed for the loop vectorizer.
12 //
13 //===----------------------------------------------------------------------===//
14
15 #include "llvm/Analysis/LoopAccessAnalysis.h"
16 #include "llvm/ADT/APInt.h"
17 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
18 #include "llvm/ADT/DepthFirstIterator.h"
19 #include "llvm/ADT/EquivalenceClasses.h"
20 #include "llvm/ADT/PointerIntPair.h"
21 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
22 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
23 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
24 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
25 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
26 #include "llvm/ADT/iterator_range.h"
27 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
28 #include "llvm/Analysis/AliasSetTracker.h"
29 #include "llvm/Analysis/LoopAnalysisManager.h"
30 #include "llvm/Analysis/LoopInfo.h"
31 #include "llvm/Analysis/MemoryLocation.h"
32 #include "llvm/Analysis/OptimizationDiagnosticInfo.h"
33 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolution.h"
34 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolutionExpander.h"
35 #include "llvm/Analysis/ScalarEvolutionExpressions.h"
36 #include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"
37 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
38 #include "llvm/Analysis/VectorUtils.h"
39 #include "llvm/IR/BasicBlock.h"
40 #include "llvm/IR/Constants.h"
41 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
42 #include "llvm/IR/DebugLoc.h"
43 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
44 #include "llvm/IR/DiagnosticInfo.h"
45 #include "llvm/IR/Dominators.h"
46 #include "llvm/IR/Function.h"
47 #include "llvm/IR/IRBuilder.h"
48 #include "llvm/IR/InstrTypes.h"
49 #include "llvm/IR/Instruction.h"
50 #include "llvm/IR/Instructions.h"
51 #include "llvm/IR/Operator.h"
52 #include "llvm/IR/PassManager.h"
53 #include "llvm/IR/Type.h"
54 #include "llvm/IR/Value.h"
55 #include "llvm/IR/ValueHandle.h"
56 #include "llvm/Pass.h"
57 #include "llvm/Support/Casting.h"
58 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
59 #include "llvm/Support/Debug.h"
60 #include "llvm/Support/ErrorHandling.h"
61 #include "llvm/Support/raw_ostream.h"
62 #include <algorithm>
63 #include <cassert>
64 #include <cstdint>
65 #include <cstdlib>
66 #include <iterator>
67 #include <utility>
68 #include <vector>
69
70 using namespace llvm;
71
72 #define DEBUG_TYPE "loop-accesses"
73
74 static cl::opt<unsigned, true>
75 VectorizationFactor("force-vector-width", cl::Hidden,
76                     cl::desc("Sets the SIMD width. Zero is autoselect."),
77                     cl::location(VectorizerParams::VectorizationFactor));
78 unsigned VectorizerParams::VectorizationFactor;
79
80 static cl::opt<unsigned, true>
81 VectorizationInterleave("force-vector-interleave", cl::Hidden,
82                         cl::desc("Sets the vectorization interleave count. "
83                                  "Zero is autoselect."),
84                         cl::location(
85                             VectorizerParams::VectorizationInterleave));
86 unsigned VectorizerParams::VectorizationInterleave;
87
88 static cl::opt<unsigned, true> RuntimeMemoryCheckThreshold(
89     "runtime-memory-check-threshold", cl::Hidden,
90     cl::desc("When performing memory disambiguation checks at runtime do not "
91              "generate more than this number of comparisons (default = 8)."),
92     cl::location(VectorizerParams::RuntimeMemoryCheckThreshold), cl::init(8));
93 unsigned VectorizerParams::RuntimeMemoryCheckThreshold;
94
95 /// \brief The maximum iterations used to merge memory checks
96 static cl::opt<unsigned> MemoryCheckMergeThreshold(
97     "memory-check-merge-threshold", cl::Hidden,
98     cl::desc("Maximum number of comparisons done when trying to merge "
99              "runtime memory checks. (default = 100)"),
100     cl::init(100));
101
102 /// Maximum SIMD width.
103 const unsigned VectorizerParams::MaxVectorWidth = 64;
104
105 /// \brief We collect dependences up to this threshold.
106 static cl::opt<unsigned>
107     MaxDependences("max-dependences", cl::Hidden,
108                    cl::desc("Maximum number of dependences collected by "
109                             "loop-access analysis (default = 100)"),
110                    cl::init(100));
111
112 /// This enables versioning on the strides of symbolically striding memory
113 /// accesses in code like the following.
114 ///   for (i = 0; i < N; ++i)
115 ///     A[i * Stride1] += B[i * Stride2] ...
116 ///
117 /// Will be roughly translated to
118 ///    if (Stride1 == 1 && Stride2 == 1) {
119 ///      for (i = 0; i < N; i+=4)
120 ///       A[i:i+3] += ...
121 ///    } else
122 ///      ...
123 static cl::opt<bool> EnableMemAccessVersioning(
124     "enable-mem-access-versioning", cl::init(true), cl::Hidden,
125     cl::desc("Enable symbolic stride memory access versioning"));
126
127 /// \brief Enable store-to-load forwarding conflict detection. This option can
128 /// be disabled for correctness testing.
129 static cl::opt<bool> EnableForwardingConflictDetection(
130     "store-to-load-forwarding-conflict-detection", cl::Hidden,
131     cl::desc("Enable conflict detection in loop-access analysis"),
132     cl::init(true));
133
134 bool VectorizerParams::isInterleaveForced() {
135   return ::VectorizationInterleave.getNumOccurrences() > 0;
136 }
137
138 Value *llvm::stripIntegerCast(Value *V) {
139   if (auto *CI = dyn_cast<CastInst>(V))
140     if (CI->getOperand(0)->getType()->isIntegerTy())
141       return CI->getOperand(0);
142   return V;
143 }
144
145 const SCEV *llvm::replaceSymbolicStrideSCEV(PredicatedScalarEvolution &PSE,
146                                             const ValueToValueMap &PtrToStride,
147                                             Value *Ptr, Value *OrigPtr) {
148   const SCEV *OrigSCEV = PSE.getSCEV(Ptr);
149
150   // If there is an entry in the map return the SCEV of the pointer with the
151   // symbolic stride replaced by one.
152   ValueToValueMap::const_iterator SI =
153       PtrToStride.find(OrigPtr ? OrigPtr : Ptr);
154   if (SI != PtrToStride.end()) {
155     Value *StrideVal = SI->second;
156
157     // Strip casts.
158     StrideVal = stripIntegerCast(StrideVal);
159
160     ScalarEvolution *SE = PSE.getSE();
161     const auto *U = cast<SCEVUnknown>(SE->getSCEV(StrideVal));
162     const auto *CT =
163         static_cast<const SCEVConstant *>(SE->getOne(StrideVal->getType()));
164
165     PSE.addPredicate(*SE->getEqualPredicate(U, CT));
166     auto *Expr = PSE.getSCEV(Ptr);
167
168     DEBUG(dbgs() << "LAA: Replacing SCEV: " << *OrigSCEV << " by: " << *Expr
169                  << "\n");
170     return Expr;
171   }
172
173   // Otherwise, just return the SCEV of the original pointer.
174   return OrigSCEV;
175 }
176
177 /// Calculate Start and End points of memory access.
178 /// Let's assume A is the first access and B is a memory access on N-th loop
179 /// iteration. Then B is calculated as:  
180 ///   B = A + Step*N . 
181 /// Step value may be positive or negative.
182 /// N is a calculated back-edge taken count:
183 ///     N = (TripCount > 0) ? RoundDown(TripCount -1 , VF) : 0
184 /// Start and End points are calculated in the following way:
185 /// Start = UMIN(A, B) ; End = UMAX(A, B) + SizeOfElt,
186 /// where SizeOfElt is the size of single memory access in bytes.
187 ///
188 /// There is no conflict when the intervals are disjoint:
189 /// NoConflict = (P2.Start >= P1.End) || (P1.Start >= P2.End)
190 void RuntimePointerChecking::insert(Loop *Lp, Value *Ptr, bool WritePtr,
191                                     unsigned DepSetId, unsigned ASId,
192                                     const ValueToValueMap &Strides,
193                                     PredicatedScalarEvolution &PSE) {
194   // Get the stride replaced scev.
195   const SCEV *Sc = replaceSymbolicStrideSCEV(PSE, Strides, Ptr);
196   ScalarEvolution *SE = PSE.getSE();
197
198   const SCEV *ScStart;
199   const SCEV *ScEnd;
200
201   if (SE->isLoopInvariant(Sc, Lp))
202     ScStart = ScEnd = Sc;
203   else {
204     const SCEVAddRecExpr *AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(Sc);
205     assert(AR && "Invalid addrec expression");
206     const SCEV *Ex = PSE.getBackedgeTakenCount();
207
208     ScStart = AR->getStart();
209     ScEnd = AR->evaluateAtIteration(Ex, *SE);
210     const SCEV *Step = AR->getStepRecurrence(*SE);
211
212     // For expressions with negative step, the upper bound is ScStart and the
213     // lower bound is ScEnd.
214     if (const auto *CStep = dyn_cast<SCEVConstant>(Step)) {
215       if (CStep->getValue()->isNegative())
216         std::swap(ScStart, ScEnd);
217     } else {
218       // Fallback case: the step is not constant, but we can still
219       // get the upper and lower bounds of the interval by using min/max
220       // expressions.
221       ScStart = SE->getUMinExpr(ScStart, ScEnd);
222       ScEnd = SE->getUMaxExpr(AR->getStart(), ScEnd);
223     }
224     // Add the size of the pointed element to ScEnd.
225     unsigned EltSize =
226       Ptr->getType()->getPointerElementType()->getScalarSizeInBits() / 8;
227     const SCEV *EltSizeSCEV = SE->getConstant(ScEnd->getType(), EltSize);
228     ScEnd = SE->getAddExpr(ScEnd, EltSizeSCEV);
229   }
230
231   Pointers.emplace_back(Ptr, ScStart, ScEnd, WritePtr, DepSetId, ASId, Sc);
232 }
233
234 SmallVector<RuntimePointerChecking::PointerCheck, 4>
235 RuntimePointerChecking::generateChecks() const {
236   SmallVector<PointerCheck, 4> Checks;
237
238   for (unsigned I = 0; I < CheckingGroups.size(); ++I) {
239     for (unsigned J = I + 1; J < CheckingGroups.size(); ++J) {
240       const RuntimePointerChecking::CheckingPtrGroup &CGI = CheckingGroups[I];
241       const RuntimePointerChecking::CheckingPtrGroup &CGJ = CheckingGroups[J];
242
243       if (needsChecking(CGI, CGJ))
244         Checks.push_back(std::make_pair(&CGI, &CGJ));
245     }
246   }
247   return Checks;
248 }
249
250 void RuntimePointerChecking::generateChecks(
251     MemoryDepChecker::DepCandidates &DepCands, bool UseDependencies) {
252   assert(Checks.empty() && "Checks is not empty");
253   groupChecks(DepCands, UseDependencies);
254   Checks = generateChecks();
255 }
256
257 bool RuntimePointerChecking::needsChecking(const CheckingPtrGroup &M,
258                                            const CheckingPtrGroup &N) const {
259   for (unsigned I = 0, EI = M.Members.size(); EI != I; ++I)
260     for (unsigned J = 0, EJ = N.Members.size(); EJ != J; ++J)
261       if (needsChecking(M.Members[I], N.Members[J]))
262         return true;
263   return false;
264 }
265
266 /// Compare \p I and \p J and return the minimum.
267 /// Return nullptr in case we couldn't find an answer.
268 static const SCEV *getMinFromExprs(const SCEV *I, const SCEV *J,
269                                    ScalarEvolution *SE) {
270   const SCEV *Diff = SE->getMinusSCEV(J, I);
271   const SCEVConstant *C = dyn_cast<const SCEVConstant>(Diff);
272
273   if (!C)
274     return nullptr;
275   if (C->getValue()->isNegative())
276     return J;
277   return I;
278 }
279
280 bool RuntimePointerChecking::CheckingPtrGroup::addPointer(unsigned Index) {
281   const SCEV *Start = RtCheck.Pointers[Index].Start;
282   const SCEV *End = RtCheck.Pointers[Index].End;
283
284   // Compare the starts and ends with the known minimum and maximum
285   // of this set. We need to know how we compare against the min/max
286   // of the set in order to be able to emit memchecks.
287   const SCEV *Min0 = getMinFromExprs(Start, Low, RtCheck.SE);
288   if (!Min0)
289     return false;
290
291   const SCEV *Min1 = getMinFromExprs(End, High, RtCheck.SE);
292   if (!Min1)
293     return false;
294
295   // Update the low bound  expression if we've found a new min value.
296   if (Min0 == Start)
297     Low = Start;
298
299   // Update the high bound expression if we've found a new max value.
300   if (Min1 != End)
301     High = End;
302
303   Members.push_back(Index);
304   return true;
305 }
306
307 void RuntimePointerChecking::groupChecks(
308     MemoryDepChecker::DepCandidates &DepCands, bool UseDependencies) {
309   // We build the groups from dependency candidates equivalence classes
310   // because:
311   //    - We know that pointers in the same equivalence class share
312   //      the same underlying object and therefore there is a chance
313   //      that we can compare pointers
314   //    - We wouldn't be able to merge two pointers for which we need
315   //      to emit a memcheck. The classes in DepCands are already
316   //      conveniently built such that no two pointers in the same
317   //      class need checking against each other.
318
319   // We use the following (greedy) algorithm to construct the groups
320   // For every pointer in the equivalence class:
321   //   For each existing group:
322   //   - if the difference between this pointer and the min/max bounds
323   //     of the group is a constant, then make the pointer part of the
324   //     group and update the min/max bounds of that group as required.
325
326   CheckingGroups.clear();
327
328   // If we need to check two pointers to the same underlying object
329   // with a non-constant difference, we shouldn't perform any pointer
330   // grouping with those pointers. This is because we can easily get
331   // into cases where the resulting check would return false, even when
332   // the accesses are safe.
333   //
334   // The following example shows this:
335   // for (i = 0; i < 1000; ++i)
336   //   a[5000 + i * m] = a[i] + a[i + 9000]
337   //
338   // Here grouping gives a check of (5000, 5000 + 1000 * m) against
339   // (0, 10000) which is always false. However, if m is 1, there is no
340   // dependence. Not grouping the checks for a[i] and a[i + 9000] allows
341   // us to perform an accurate check in this case.
342   //
343   // The above case requires that we have an UnknownDependence between
344   // accesses to the same underlying object. This cannot happen unless
345   // ShouldRetryWithRuntimeCheck is set, and therefore UseDependencies
346   // is also false. In this case we will use the fallback path and create
347   // separate checking groups for all pointers.
348
349   // If we don't have the dependency partitions, construct a new
350   // checking pointer group for each pointer. This is also required
351   // for correctness, because in this case we can have checking between
352   // pointers to the same underlying object.
353   if (!UseDependencies) {
354     for (unsigned I = 0; I < Pointers.size(); ++I)
355       CheckingGroups.push_back(CheckingPtrGroup(I, *this));
356     return;
357   }
358
359   unsigned TotalComparisons = 0;
360
361   DenseMap<Value *, unsigned> PositionMap;
362   for (unsigned Index = 0; Index < Pointers.size(); ++Index)
363     PositionMap[Pointers[Index].PointerValue] = Index;
364
365   // We need to keep track of what pointers we've already seen so we
366   // don't process them twice.
367   SmallSet<unsigned, 2> Seen;
368
369   // Go through all equivalence classes, get the "pointer check groups"
370   // and add them to the overall solution. We use the order in which accesses
371   // appear in 'Pointers' to enforce determinism.
372   for (unsigned I = 0; I < Pointers.size(); ++I) {
373     // We've seen this pointer before, and therefore already processed
374     // its equivalence class.
375     if (Seen.count(I))
376       continue;
377
378     MemoryDepChecker::MemAccessInfo Access(Pointers[I].PointerValue,
379                                            Pointers[I].IsWritePtr);
380
381     SmallVector<CheckingPtrGroup, 2> Groups;
382     auto LeaderI = DepCands.findValue(DepCands.getLeaderValue(Access));
383
384     // Because DepCands is constructed by visiting accesses in the order in
385     // which they appear in alias sets (which is deterministic) and the
386     // iteration order within an equivalence class member is only dependent on
387     // the order in which unions and insertions are performed on the
388     // equivalence class, the iteration order is deterministic.
389     for (auto MI = DepCands.member_begin(LeaderI), ME = DepCands.member_end();
390          MI != ME; ++MI) {
391       unsigned Pointer = PositionMap[MI->getPointer()];
392       bool Merged = false;
393       // Mark this pointer as seen.
394       Seen.insert(Pointer);
395
396       // Go through all the existing sets and see if we can find one
397       // which can include this pointer.
398       for (CheckingPtrGroup &Group : Groups) {
399         // Don't perform more than a certain amount of comparisons.
400         // This should limit the cost of grouping the pointers to something
401         // reasonable.  If we do end up hitting this threshold, the algorithm
402         // will create separate groups for all remaining pointers.
403         if (TotalComparisons > MemoryCheckMergeThreshold)
404           break;
405
406         TotalComparisons++;
407
408         if (Group.addPointer(Pointer)) {
409           Merged = true;
410           break;
411         }
412       }
413
414       if (!Merged)
415         // We couldn't add this pointer to any existing set or the threshold
416         // for the number of comparisons has been reached. Create a new group
417         // to hold the current pointer.
418         Groups.push_back(CheckingPtrGroup(Pointer, *this));
419     }
420
421     // We've computed the grouped checks for this partition.
422     // Save the results and continue with the next one.
423     std::copy(Groups.begin(), Groups.end(), std::back_inserter(CheckingGroups));
424   }
425 }
426
427 bool RuntimePointerChecking::arePointersInSamePartition(
428     const SmallVectorImpl<int> &PtrToPartition, unsigned PtrIdx1,
429     unsigned PtrIdx2) {
430   return (PtrToPartition[PtrIdx1] != -1 &&
431           PtrToPartition[PtrIdx1] == PtrToPartition[PtrIdx2]);
432 }
433
434 bool RuntimePointerChecking::needsChecking(unsigned I, unsigned J) const {
435   const PointerInfo &PointerI = Pointers[I];
436   const PointerInfo &PointerJ = Pointers[J];
437
438   // No need to check if two readonly pointers intersect.
439   if (!PointerI.IsWritePtr && !PointerJ.IsWritePtr)
440     return false;
441
442   // Only need to check pointers between two different dependency sets.
443   if (PointerI.DependencySetId == PointerJ.DependencySetId)
444     return false;
445
446   // Only need to check pointers in the same alias set.
447   if (PointerI.AliasSetId != PointerJ.AliasSetId)
448     return false;
449
450   return true;
451 }
452
453 void RuntimePointerChecking::printChecks(
454     raw_ostream &OS, const SmallVectorImpl<PointerCheck> &Checks,
455     unsigned Depth) const {
456   unsigned N = 0;
457   for (const auto &Check : Checks) {
458     const auto &First = Check.first->Members, &Second = Check.second->Members;
459
460     OS.indent(Depth) << "Check " << N++ << ":\n";
461
462     OS.indent(Depth + 2) << "Comparing group (" << Check.first << "):\n";
463     for (unsigned K = 0; K < First.size(); ++K)
464       OS.indent(Depth + 2) << *Pointers[First[K]].PointerValue << "\n";
465
466     OS.indent(Depth + 2) << "Against group (" << Check.second << "):\n";
467     for (unsigned K = 0; K < Second.size(); ++K)
468       OS.indent(Depth + 2) << *Pointers[Second[K]].PointerValue << "\n";
469   }
470 }
471
472 void RuntimePointerChecking::print(raw_ostream &OS, unsigned Depth) const {
473
474   OS.indent(Depth) << "Run-time memory checks:\n";
475   printChecks(OS, Checks, Depth);
476
477   OS.indent(Depth) << "Grouped accesses:\n";
478   for (unsigned I = 0; I < CheckingGroups.size(); ++I) {
479     const auto &CG = CheckingGroups[I];
480
481     OS.indent(Depth + 2) << "Group " << &CG << ":\n";
482     OS.indent(Depth + 4) << "(Low: " << *CG.Low << " High: " << *CG.High
483                          << ")\n";
484     for (unsigned J = 0; J < CG.Members.size(); ++J) {
485       OS.indent(Depth + 6) << "Member: " << *Pointers[CG.Members[J]].Expr
486                            << "\n";
487     }
488   }
489 }
490
491 namespace {
492
493 /// \brief Analyses memory accesses in a loop.
494 ///
495 /// Checks whether run time pointer checks are needed and builds sets for data
496 /// dependence checking.
497 class AccessAnalysis {
498 public:
499   /// \brief Read or write access location.
500   typedef PointerIntPair<Value *, 1, bool> MemAccessInfo;
501   typedef SmallVector<MemAccessInfo, 8> MemAccessInfoList;
502
503   AccessAnalysis(const DataLayout &Dl, AliasAnalysis *AA, LoopInfo *LI,
504                  MemoryDepChecker::DepCandidates &DA,
505                  PredicatedScalarEvolution &PSE)
506       : DL(Dl), AST(*AA), LI(LI), DepCands(DA), IsRTCheckAnalysisNeeded(false),
507         PSE(PSE) {}
508
509   /// \brief Register a load  and whether it is only read from.
510   void addLoad(MemoryLocation &Loc, bool IsReadOnly) {
511     Value *Ptr = const_cast<Value*>(Loc.Ptr);
512     AST.add(Ptr, MemoryLocation::UnknownSize, Loc.AATags);
513     Accesses.insert(MemAccessInfo(Ptr, false));
514     if (IsReadOnly)
515       ReadOnlyPtr.insert(Ptr);
516   }
517
518   /// \brief Register a store.
519   void addStore(MemoryLocation &Loc) {
520     Value *Ptr = const_cast<Value*>(Loc.Ptr);
521     AST.add(Ptr, MemoryLocation::UnknownSize, Loc.AATags);
522     Accesses.insert(MemAccessInfo(Ptr, true));
523   }
524
525   /// \brief Check whether we can check the pointers at runtime for
526   /// non-intersection.
527   ///
528   /// Returns true if we need no check or if we do and we can generate them
529   /// (i.e. the pointers have computable bounds).
530   bool canCheckPtrAtRT(RuntimePointerChecking &RtCheck, ScalarEvolution *SE,
531                        Loop *TheLoop, const ValueToValueMap &Strides,
532                        bool ShouldCheckWrap = false);
533
534   /// \brief Goes over all memory accesses, checks whether a RT check is needed
535   /// and builds sets of dependent accesses.
536   void buildDependenceSets() {
537     processMemAccesses();
538   }
539
540   /// \brief Initial processing of memory accesses determined that we need to
541   /// perform dependency checking.
542   ///
543   /// Note that this can later be cleared if we retry memcheck analysis without
544   /// dependency checking (i.e. ShouldRetryWithRuntimeCheck).
545   bool isDependencyCheckNeeded() { return !CheckDeps.empty(); }
546
547   /// We decided that no dependence analysis would be used.  Reset the state.
548   void resetDepChecks(MemoryDepChecker &DepChecker) {
549     CheckDeps.clear();
550     DepChecker.clearDependences();
551   }
552
553   MemAccessInfoList &getDependenciesToCheck() { return CheckDeps; }
554
555 private:
556   typedef SetVector<MemAccessInfo> PtrAccessSet;
557
558   /// \brief Go over all memory access and check whether runtime pointer checks
559   /// are needed and build sets of dependency check candidates.
560   void processMemAccesses();
561
562   /// Set of all accesses.
563   PtrAccessSet Accesses;
564
565   const DataLayout &DL;
566
567   /// List of accesses that need a further dependence check.
568   MemAccessInfoList CheckDeps;
569
570   /// Set of pointers that are read only.
571   SmallPtrSet<Value*, 16> ReadOnlyPtr;
572
573   /// An alias set tracker to partition the access set by underlying object and
574   //intrinsic property (such as TBAA metadata).
575   AliasSetTracker AST;
576
577   LoopInfo *LI;
578
579   /// Sets of potentially dependent accesses - members of one set share an
580   /// underlying pointer. The set "CheckDeps" identfies which sets really need a
581   /// dependence check.
582   MemoryDepChecker::DepCandidates &DepCands;
583
584   /// \brief Initial processing of memory accesses determined that we may need
585   /// to add memchecks.  Perform the analysis to determine the necessary checks.
586   ///
587   /// Note that, this is different from isDependencyCheckNeeded.  When we retry
588   /// memcheck analysis without dependency checking
589   /// (i.e. ShouldRetryWithRuntimeCheck), isDependencyCheckNeeded is cleared
590   /// while this remains set if we have potentially dependent accesses.
591   bool IsRTCheckAnalysisNeeded;
592
593   /// The SCEV predicate containing all the SCEV-related assumptions.
594   PredicatedScalarEvolution &PSE;
595 };
596
597 } // end anonymous namespace
598
599 /// \brief Check whether a pointer can participate in a runtime bounds check.
600 static bool hasComputableBounds(PredicatedScalarEvolution &PSE,
601                                 const ValueToValueMap &Strides, Value *Ptr,
602                                 Loop *L) {
603   const SCEV *PtrScev = replaceSymbolicStrideSCEV(PSE, Strides, Ptr);
604
605   // The bounds for loop-invariant pointer is trivial.
606   if (PSE.getSE()->isLoopInvariant(PtrScev, L))
607     return true;
608
609   const SCEVAddRecExpr *AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(PtrScev);
610   if (!AR)
611     return false;
612
613   return AR->isAffine();
614 }
615
616 /// \brief Check whether a pointer address cannot wrap.
617 static bool isNoWrap(PredicatedScalarEvolution &PSE,
618                      const ValueToValueMap &Strides, Value *Ptr, Loop *L) {
619   const SCEV *PtrScev = PSE.getSCEV(Ptr);
620   if (PSE.getSE()->isLoopInvariant(PtrScev, L))
621     return true;
622
623   int64_t Stride = getPtrStride(PSE, Ptr, L, Strides);
624   return Stride == 1;
625 }
626
627 bool AccessAnalysis::canCheckPtrAtRT(RuntimePointerChecking &RtCheck,
628                                      ScalarEvolution *SE, Loop *TheLoop,
629                                      const ValueToValueMap &StridesMap,
630                                      bool ShouldCheckWrap) {
631   // Find pointers with computable bounds. We are going to use this information
632   // to place a runtime bound check.
633   bool CanDoRT = true;
634
635   bool NeedRTCheck = false;
636   if (!IsRTCheckAnalysisNeeded) return true;
637
638   bool IsDepCheckNeeded = isDependencyCheckNeeded();
639
640   // We assign a consecutive id to access from different alias sets.
641   // Accesses between different groups doesn't need to be checked.
642   unsigned ASId = 1;
643   for (auto &AS : AST) {
644     int NumReadPtrChecks = 0;
645     int NumWritePtrChecks = 0;
646
647     // We assign consecutive id to access from different dependence sets.
648     // Accesses within the same set don't need a runtime check.
649     unsigned RunningDepId = 1;
650     DenseMap<Value *, unsigned> DepSetId;
651
652     for (auto A : AS) {
653       Value *Ptr = A.getValue();
654       bool IsWrite = Accesses.count(MemAccessInfo(Ptr, true));
655       MemAccessInfo Access(Ptr, IsWrite);
656
657       if (IsWrite)
658         ++NumWritePtrChecks;
659       else
660         ++NumReadPtrChecks;
661
662       if (hasComputableBounds(PSE, StridesMap, Ptr, TheLoop) &&
663           // When we run after a failing dependency check we have to make sure
664           // we don't have wrapping pointers.
665           (!ShouldCheckWrap || isNoWrap(PSE, StridesMap, Ptr, TheLoop))) {
666         // The id of the dependence set.
667         unsigned DepId;
668
669         if (IsDepCheckNeeded) {
670           Value *Leader = DepCands.getLeaderValue(Access).getPointer();
671           unsigned &LeaderId = DepSetId[Leader];
672           if (!LeaderId)
673             LeaderId = RunningDepId++;
674           DepId = LeaderId;
675         } else
676           // Each access has its own dependence set.
677           DepId = RunningDepId++;
678
679         RtCheck.insert(TheLoop, Ptr, IsWrite, DepId, ASId, StridesMap, PSE);
680
681         DEBUG(dbgs() << "LAA: Found a runtime check ptr:" << *Ptr << '\n');
682       } else {
683         DEBUG(dbgs() << "LAA: Can't find bounds for ptr:" << *Ptr << '\n');
684         CanDoRT = false;
685       }
686     }
687
688     // If we have at least two writes or one write and a read then we need to
689     // check them.  But there is no need to checks if there is only one
690     // dependence set for this alias set.
691     //
692     // Note that this function computes CanDoRT and NeedRTCheck independently.
693     // For example CanDoRT=false, NeedRTCheck=false means that we have a pointer
694     // for which we couldn't find the bounds but we don't actually need to emit
695     // any checks so it does not matter.
696     if (!(IsDepCheckNeeded && CanDoRT && RunningDepId == 2))
697       NeedRTCheck |= (NumWritePtrChecks >= 2 || (NumReadPtrChecks >= 1 &&
698                                                  NumWritePtrChecks >= 1));
699
700     ++ASId;
701   }
702
703   // If the pointers that we would use for the bounds comparison have different
704   // address spaces, assume the values aren't directly comparable, so we can't
705   // use them for the runtime check. We also have to assume they could
706   // overlap. In the future there should be metadata for whether address spaces
707   // are disjoint.
708   unsigned NumPointers = RtCheck.Pointers.size();
709   for (unsigned i = 0; i < NumPointers; ++i) {
710     for (unsigned j = i + 1; j < NumPointers; ++j) {
711       // Only need to check pointers between two different dependency sets.
712       if (RtCheck.Pointers[i].DependencySetId ==
713           RtCheck.Pointers[j].DependencySetId)
714        continue;
715       // Only need to check pointers in the same alias set.
716       if (RtCheck.Pointers[i].AliasSetId != RtCheck.Pointers[j].AliasSetId)
717         continue;
718
719       Value *PtrI = RtCheck.Pointers[i].PointerValue;
720       Value *PtrJ = RtCheck.Pointers[j].PointerValue;
721
722       unsigned ASi = PtrI->getType()->getPointerAddressSpace();
723       unsigned ASj = PtrJ->getType()->getPointerAddressSpace();
724       if (ASi != ASj) {
725         DEBUG(dbgs() << "LAA: Runtime check would require comparison between"
726                        " different address spaces\n");
727         return false;
728       }
729     }
730   }
731
732   if (NeedRTCheck && CanDoRT)
733     RtCheck.generateChecks(DepCands, IsDepCheckNeeded);
734
735   DEBUG(dbgs() << "LAA: We need to do " << RtCheck.getNumberOfChecks()
736                << " pointer comparisons.\n");
737
738   RtCheck.Need = NeedRTCheck;
739
740   bool CanDoRTIfNeeded = !NeedRTCheck || CanDoRT;
741   if (!CanDoRTIfNeeded)
742     RtCheck.reset();
743   return CanDoRTIfNeeded;
744 }
745
746 void AccessAnalysis::processMemAccesses() {
747   // We process the set twice: first we process read-write pointers, last we
748   // process read-only pointers. This allows us to skip dependence tests for
749   // read-only pointers.
750
751   DEBUG(dbgs() << "LAA: Processing memory accesses...\n");
752   DEBUG(dbgs() << "  AST: "; AST.dump());
753   DEBUG(dbgs() << "LAA:   Accesses(" << Accesses.size() << "):\n");
754   DEBUG({
755     for (auto A : Accesses)
756       dbgs() << "\t" << *A.getPointer() << " (" <<
757                 (A.getInt() ? "write" : (ReadOnlyPtr.count(A.getPointer()) ?
758                                          "read-only" : "read")) << ")\n";
759   });
760
761   // The AliasSetTracker has nicely partitioned our pointers by metadata
762   // compatibility and potential for underlying-object overlap. As a result, we
763   // only need to check for potential pointer dependencies within each alias
764   // set.
765   for (auto &AS : AST) {
766     // Note that both the alias-set tracker and the alias sets themselves used
767     // linked lists internally and so the iteration order here is deterministic
768     // (matching the original instruction order within each set).
769
770     bool SetHasWrite = false;
771
772     // Map of pointers to last access encountered.
773     typedef DenseMap<Value*, MemAccessInfo> UnderlyingObjToAccessMap;
774     UnderlyingObjToAccessMap ObjToLastAccess;
775
776     // Set of access to check after all writes have been processed.
777     PtrAccessSet DeferredAccesses;
778
779     // Iterate over each alias set twice, once to process read/write pointers,
780     // and then to process read-only pointers.
781     for (int SetIteration = 0; SetIteration < 2; ++SetIteration) {
782       bool UseDeferred = SetIteration > 0;
783       PtrAccessSet &S = UseDeferred ? DeferredAccesses : Accesses;
784
785       for (auto AV : AS) {
786         Value *Ptr = AV.getValue();
787
788         // For a single memory access in AliasSetTracker, Accesses may contain
789         // both read and write, and they both need to be handled for CheckDeps.
790         for (auto AC : S) {
791           if (AC.getPointer() != Ptr)
792             continue;
793
794           bool IsWrite = AC.getInt();
795
796           // If we're using the deferred access set, then it contains only
797           // reads.
798           bool IsReadOnlyPtr = ReadOnlyPtr.count(Ptr) && !IsWrite;
799           if (UseDeferred && !IsReadOnlyPtr)
800             continue;
801           // Otherwise, the pointer must be in the PtrAccessSet, either as a
802           // read or a write.
803           assert(((IsReadOnlyPtr && UseDeferred) || IsWrite ||
804                   S.count(MemAccessInfo(Ptr, false))) &&
805                  "Alias-set pointer not in the access set?");
806
807           MemAccessInfo Access(Ptr, IsWrite);
808           DepCands.insert(Access);
809
810           // Memorize read-only pointers for later processing and skip them in
811           // the first round (they need to be checked after we have seen all
812           // write pointers). Note: we also mark pointer that are not
813           // consecutive as "read-only" pointers (so that we check
814           // "a[b[i]] +="). Hence, we need the second check for "!IsWrite".
815           if (!UseDeferred && IsReadOnlyPtr) {
816             DeferredAccesses.insert(Access);
817             continue;
818           }
819
820           // If this is a write - check other reads and writes for conflicts. If
821           // this is a read only check other writes for conflicts (but only if
822           // there is no other write to the ptr - this is an optimization to
823           // catch "a[i] = a[i] + " without having to do a dependence check).
824           if ((IsWrite || IsReadOnlyPtr) && SetHasWrite) {
825             CheckDeps.push_back(Access);
826             IsRTCheckAnalysisNeeded = true;
827           }
828
829           if (IsWrite)
830             SetHasWrite = true;
831
832           // Create sets of pointers connected by a shared alias set and
833           // underlying object.
834           typedef SmallVector<Value *, 16> ValueVector;
835           ValueVector TempObjects;
836
837           GetUnderlyingObjects(Ptr, TempObjects, DL, LI);
838           DEBUG(dbgs() << "Underlying objects for pointer " << *Ptr << "\n");
839           for (Value *UnderlyingObj : TempObjects) {
840             // nullptr never alias, don't join sets for pointer that have "null"
841             // in their UnderlyingObjects list.
842             if (isa<ConstantPointerNull>(UnderlyingObj))
843               continue;
844
845             UnderlyingObjToAccessMap::iterator Prev =
846                 ObjToLastAccess.find(UnderlyingObj);
847             if (Prev != ObjToLastAccess.end())
848               DepCands.unionSets(Access, Prev->second);
849
850             ObjToLastAccess[UnderlyingObj] = Access;
851             DEBUG(dbgs() << "  " << *UnderlyingObj << "\n");
852           }
853         }
854       }
855     }
856   }
857 }
858
859 static bool isInBoundsGep(Value *Ptr) {
860   if (GetElementPtrInst *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr))
861     return GEP->isInBounds();
862   return false;
863 }
864
865 /// \brief Return true if an AddRec pointer \p Ptr is unsigned non-wrapping,
866 /// i.e. monotonically increasing/decreasing.
867 static bool isNoWrapAddRec(Value *Ptr, const SCEVAddRecExpr *AR,
868                            PredicatedScalarEvolution &PSE, const Loop *L) {
869   // FIXME: This should probably only return true for NUW.
870   if (AR->getNoWrapFlags(SCEV::NoWrapMask))
871     return true;
872
873   // Scalar evolution does not propagate the non-wrapping flags to values that
874   // are derived from a non-wrapping induction variable because non-wrapping
875   // could be flow-sensitive.
876   //
877   // Look through the potentially overflowing instruction to try to prove
878   // non-wrapping for the *specific* value of Ptr.
879
880   // The arithmetic implied by an inbounds GEP can't overflow.
881   auto *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(Ptr);
882   if (!GEP || !GEP->isInBounds())
883     return false;
884
885   // Make sure there is only one non-const index and analyze that.
886   Value *NonConstIndex = nullptr;
887   for (Value *Index : make_range(GEP->idx_begin(), GEP->idx_end()))
888     if (!isa<ConstantInt>(Index)) {
889       if (NonConstIndex)
890         return false;
891       NonConstIndex = Index;
892     }
893   if (!NonConstIndex)
894     // The recurrence is on the pointer, ignore for now.
895     return false;
896
897   // The index in GEP is signed.  It is non-wrapping if it's derived from a NSW
898   // AddRec using a NSW operation.
899   if (auto *OBO = dyn_cast<OverflowingBinaryOperator>(NonConstIndex))
900     if (OBO->hasNoSignedWrap() &&
901         // Assume constant for other the operand so that the AddRec can be
902         // easily found.
903         isa<ConstantInt>(OBO->getOperand(1))) {
904       auto *OpScev = PSE.getSCEV(OBO->getOperand(0));
905
906       if (auto *OpAR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(OpScev))
907         return OpAR->getLoop() == L && OpAR->getNoWrapFlags(SCEV::FlagNSW);
908     }
909
910   return false;
911 }
912
913 /// \brief Check whether the access through \p Ptr has a constant stride.
914 int64_t llvm::getPtrStride(PredicatedScalarEvolution &PSE, Value *Ptr,
915                            const Loop *Lp, const ValueToValueMap &StridesMap,
916                            bool Assume, bool ShouldCheckWrap) {
917   Type *Ty = Ptr->getType();
918   assert(Ty->isPointerTy() && "Unexpected non-ptr");
919
920   // Make sure that the pointer does not point to aggregate types.
921   auto *PtrTy = cast<PointerType>(Ty);
922   if (PtrTy->getElementType()->isAggregateType()) {
923     DEBUG(dbgs() << "LAA: Bad stride - Not a pointer to a scalar type" << *Ptr
924                  << "\n");
925     return 0;
926   }
927
928   const SCEV *PtrScev = replaceSymbolicStrideSCEV(PSE, StridesMap, Ptr);
929
930   const SCEVAddRecExpr *AR = dyn_cast<SCEVAddRecExpr>(PtrScev);
931   if (Assume && !AR)
932     AR = PSE.getAsAddRec(Ptr);
933
934   if (!AR) {
935     DEBUG(dbgs() << "LAA: Bad stride - Not an AddRecExpr pointer " << *Ptr
936                  << " SCEV: " << *PtrScev << "\n");
937     return 0;
938   }
939
940   // The accesss function must stride over the innermost loop.
941   if (Lp != AR->getLoop()) {
942     DEBUG(dbgs() << "LAA: Bad stride - Not striding over innermost loop " <<
943           *Ptr << " SCEV: " << *AR << "\n");
944     return 0;
945   }
946
947   // The address calculation must not wrap. Otherwise, a dependence could be
948   // inverted.
949   // An inbounds getelementptr that is a AddRec with a unit stride
950   // cannot wrap per definition. The unit stride requirement is checked later.
951   // An getelementptr without an inbounds attribute and unit stride would have
952   // to access the pointer value "0" which is undefined behavior in address
953   // space 0, therefore we can also vectorize this case.
954   bool IsInBoundsGEP = isInBoundsGep(Ptr);
955   bool IsNoWrapAddRec = !ShouldCheckWrap ||
956     PSE.hasNoOverflow(Ptr, SCEVWrapPredicate::IncrementNUSW) ||
957     isNoWrapAddRec(Ptr, AR, PSE, Lp);
958   bool IsInAddressSpaceZero = PtrTy->getAddressSpace() == 0;
959   if (!IsNoWrapAddRec && !IsInBoundsGEP && !IsInAddressSpaceZero) {
960     if (Assume) {
961       PSE.setNoOverflow(Ptr, SCEVWrapPredicate::IncrementNUSW);
962       IsNoWrapAddRec = true;
963       DEBUG(dbgs() << "LAA: Pointer may wrap in the address space:\n"
964                    << "LAA:   Pointer: " << *Ptr << "\n"
965                    << "LAA:   SCEV: " << *AR << "\n"
966                    << "LAA:   Added an overflow assumption\n");
967     } else {
968       DEBUG(dbgs() << "LAA: Bad stride - Pointer may wrap in the address space "
969                    << *Ptr << " SCEV: " << *AR << "\n");
970       return 0;
971     }
972   }
973
974   // Check the step is constant.
975   const SCEV *Step = AR->getStepRecurrence(*PSE.getSE());
976
977   // Calculate the pointer stride and check if it is constant.
978   const SCEVConstant *C = dyn_cast<SCEVConstant>(Step);
979   if (!C) {
980     DEBUG(dbgs() << "LAA: Bad stride - Not a constant strided " << *Ptr <<
981           " SCEV: " << *AR << "\n");
982     return 0;
983   }
984
985   auto &DL = Lp->getHeader()->getModule()->getDataLayout();
986   int64_t Size = DL.getTypeAllocSize(PtrTy->getElementType());
987   const APInt &APStepVal = C->getAPInt();
988
989   // Huge step value - give up.
990   if (APStepVal.getBitWidth() > 64)
991     return 0;
992
993   int64_t StepVal = APStepVal.getSExtValue();
994
995   // Strided access.
996   int64_t Stride = StepVal / Size;
997   int64_t Rem = StepVal % Size;
998   if (Rem)
999     return 0;
1000
1001   // If the SCEV could wrap but we have an inbounds gep with a unit stride we
1002   // know we can't "wrap around the address space". In case of address space
1003   // zero we know that this won't happen without triggering undefined behavior.
1004   if (!IsNoWrapAddRec && (IsInBoundsGEP || IsInAddressSpaceZero) &&
1005       Stride != 1 && Stride != -1) {
1006     if (Assume) {
1007       // We can avoid this case by adding a run-time check.
1008       DEBUG(dbgs() << "LAA: Non unit strided pointer which is not either "
1009                    << "inbouds or in address space 0 may wrap:\n"
1010                    << "LAA:   Pointer: " << *Ptr << "\n"
1011                    << "LAA:   SCEV: " << *AR << "\n"
1012                    << "LAA:   Added an overflow assumption\n");
1013       PSE.setNoOverflow(Ptr, SCEVWrapPredicate::IncrementNUSW);
1014     } else
1015       return 0;
1016   }
1017
1018   return Stride;
1019 }
1020
1021 /// Take the pointer operand from the Load/Store instruction.
1022 /// Returns NULL if this is not a valid Load/Store instruction.
1023 static Value *getPointerOperand(Value *I) {
1024   if (auto *LI = dyn_cast<LoadInst>(I))
1025     return LI->getPointerOperand();
1026   if (auto *SI = dyn_cast<StoreInst>(I))
1027     return SI->getPointerOperand();
1028   return nullptr;
1029 }
1030
1031 /// Take the address space operand from the Load/Store instruction.
1032 /// Returns -1 if this is not a valid Load/Store instruction.
1033 static unsigned getAddressSpaceOperand(Value *I) {
1034   if (LoadInst *L = dyn_cast<LoadInst>(I))
1035     return L->getPointerAddressSpace();
1036   if (StoreInst *S = dyn_cast<StoreInst>(I))
1037     return S->getPointerAddressSpace();
1038   return -1;
1039 }
1040
1041 /// Returns true if the memory operations \p A and \p B are consecutive.
1042 bool llvm::isConsecutiveAccess(Value *A, Value *B, const DataLayout &DL,
1043                                ScalarEvolution &SE, bool CheckType) {
1044   Value *PtrA = getPointerOperand(A);
1045   Value *PtrB = getPointerOperand(B);
1046   unsigned ASA = getAddressSpaceOperand(A);
1047   unsigned ASB = getAddressSpaceOperand(B);
1048
1049   // Check that the address spaces match and that the pointers are valid.
1050   if (!PtrA || !PtrB || (ASA != ASB))
1051     return false;
1052
1053   // Make sure that A and B are different pointers.
1054   if (PtrA == PtrB)
1055     return false;
1056
1057   // Make sure that A and B have the same type if required.
1058   if (CheckType && PtrA->getType() != PtrB->getType())
1059     return false;
1060
1061   unsigned PtrBitWidth = DL.getPointerSizeInBits(ASA);
1062   Type *Ty = cast<PointerType>(PtrA->getType())->getElementType();
1063   APInt Size(PtrBitWidth, DL.getTypeStoreSize(Ty));
1064
1065   APInt OffsetA(PtrBitWidth, 0), OffsetB(PtrBitWidth, 0);
1066   PtrA = PtrA->stripAndAccumulateInBoundsConstantOffsets(DL, OffsetA);
1067   PtrB = PtrB->stripAndAccumulateInBoundsConstantOffsets(DL, OffsetB);
1068
1069   //  OffsetDelta = OffsetB - OffsetA;
1070   const SCEV *OffsetSCEVA = SE.getConstant(OffsetA);
1071   const SCEV *OffsetSCEVB = SE.getConstant(OffsetB);
1072   const SCEV *OffsetDeltaSCEV = SE.getMinusSCEV(OffsetSCEVB, OffsetSCEVA);
1073   const SCEVConstant *OffsetDeltaC = dyn_cast<SCEVConstant>(OffsetDeltaSCEV);
1074   const APInt &OffsetDelta = OffsetDeltaC->getAPInt();
1075   // Check if they are based on the same pointer. That makes the offsets
1076   // sufficient.
1077   if (PtrA == PtrB)
1078     return OffsetDelta == Size;
1079
1080   // Compute the necessary base pointer delta to have the necessary final delta
1081   // equal to the size.
1082   // BaseDelta = Size - OffsetDelta;
1083   const SCEV *SizeSCEV = SE.getConstant(Size);
1084   const SCEV *BaseDelta = SE.getMinusSCEV(SizeSCEV, OffsetDeltaSCEV);
1085
1086   // Otherwise compute the distance with SCEV between the base pointers.
1087   const SCEV *PtrSCEVA = SE.getSCEV(PtrA);
1088   const SCEV *PtrSCEVB = SE.getSCEV(PtrB);
1089   const SCEV *X = SE.getAddExpr(PtrSCEVA, BaseDelta);
1090   return X == PtrSCEVB;
1091 }
1092
1093 bool MemoryDepChecker::Dependence::isSafeForVectorization(DepType Type) {
1094   switch (Type) {
1095   case NoDep:
1096   case Forward:
1097   case BackwardVectorizable:
1098     return true;
1099
1100   case Unknown:
1101   case ForwardButPreventsForwarding:
1102   case Backward:
1103   case BackwardVectorizableButPreventsForwarding:
1104     return false;
1105   }
1106   llvm_unreachable("unexpected DepType!");
1107 }
1108
1109 bool MemoryDepChecker::Dependence::isBackward() const {
1110   switch (Type) {
1111   case NoDep:
1112   case Forward:
1113   case ForwardButPreventsForwarding:
1114   case Unknown:
1115     return false;
1116
1117   case BackwardVectorizable:
1118   case Backward:
1119   case BackwardVectorizableButPreventsForwarding:
1120     return true;
1121   }
1122   llvm_unreachable("unexpected DepType!");
1123 }
1124
1125 bool MemoryDepChecker::Dependence::isPossiblyBackward() const {
1126   return isBackward() || Type == Unknown;
1127 }
1128
1129 bool MemoryDepChecker::Dependence::isForward() const {
1130   switch (Type) {
1131   case Forward:
1132   case ForwardButPreventsForwarding:
1133     return true;
1134
1135   case NoDep:
1136   case Unknown:
1137   case BackwardVectorizable:
1138   case Backward:
1139   case BackwardVectorizableButPreventsForwarding:
1140     return false;
1141   }
1142   llvm_unreachable("unexpected DepType!");
1143 }
1144
1145 bool MemoryDepChecker::couldPreventStoreLoadForward(uint64_t Distance,
1146                                                     uint64_t TypeByteSize) {
1147   // If loads occur at a distance that is not a multiple of a feasible vector
1148   // factor store-load forwarding does not take place.
1149   // Positive dependences might cause troubles because vectorizing them might
1150   // prevent store-load forwarding making vectorized code run a lot slower.
1151   //   a[i] = a[i-3] ^ a[i-8];
1152   //   The stores to a[i:i+1] don't align with the stores to a[i-3:i-2] and
1153   //   hence on your typical architecture store-load forwarding does not take
1154   //   place. Vectorizing in such cases does not make sense.
1155   // Store-load forwarding distance.
1156
1157   // After this many iterations store-to-load forwarding conflicts should not
1158   // cause any slowdowns.
1159   const uint64_t NumItersForStoreLoadThroughMemory = 8 * TypeByteSize;
1160   // Maximum vector factor.
1161   uint64_t MaxVFWithoutSLForwardIssues = std::min(
1162       VectorizerParams::MaxVectorWidth * TypeByteSize, MaxSafeDepDistBytes);
1163
1164   // Compute the smallest VF at which the store and load would be misaligned.
1165   for (uint64_t VF = 2 * TypeByteSize; VF <= MaxVFWithoutSLForwardIssues;
1166        VF *= 2) {
1167     // If the number of vector iteration between the store and the load are
1168     // small we could incur conflicts.
1169     if (Distance % VF && Distance / VF < NumItersForStoreLoadThroughMemory) {
1170       MaxVFWithoutSLForwardIssues = (VF >>= 1);
1171       break;
1172     }
1173   }
1174
1175   if (MaxVFWithoutSLForwardIssues < 2 * TypeByteSize) {
1176     DEBUG(dbgs() << "LAA: Distance " << Distance
1177                  << " that could cause a store-load forwarding conflict\n");
1178     return true;
1179   }
1180
1181   if (MaxVFWithoutSLForwardIssues < MaxSafeDepDistBytes &&
1182       MaxVFWithoutSLForwardIssues !=
1183           VectorizerParams::MaxVectorWidth * TypeByteSize)
1184     MaxSafeDepDistBytes = MaxVFWithoutSLForwardIssues;
1185   return false;
1186 }
1187
1188 /// Given a non-constant (unknown) dependence-distance \p Dist between two 
1189 /// memory accesses, that have the same stride whose absolute value is given
1190 /// in \p Stride, and that have the same type size \p TypeByteSize,
1191 /// in a loop whose takenCount is \p BackedgeTakenCount, check if it is
1192 /// possible to prove statically that the dependence distance is larger
1193 /// than the range that the accesses will travel through the execution of
1194 /// the loop. If so, return true; false otherwise. This is useful for
1195 /// example in loops such as the following (PR31098):
1196 ///     for (i = 0; i < D; ++i) {
1197 ///                = out[i];
1198 ///       out[i+D] =
1199 ///     }
1200 static bool isSafeDependenceDistance(const DataLayout &DL, ScalarEvolution &SE,
1201                                      const SCEV &BackedgeTakenCount,
1202                                      const SCEV &Dist, uint64_t Stride,
1203                                      uint64_t TypeByteSize) {
1204
1205   // If we can prove that
1206   //      (**) |Dist| > BackedgeTakenCount * Step
1207   // where Step is the absolute stride of the memory accesses in bytes, 
1208   // then there is no dependence.
1209   //
1210   // Ratioanle: 
1211   // We basically want to check if the absolute distance (|Dist/Step|) 
1212   // is >= the loop iteration count (or > BackedgeTakenCount). 
1213   // This is equivalent to the Strong SIV Test (Practical Dependence Testing, 
1214   // Section 4.2.1); Note, that for vectorization it is sufficient to prove 
1215   // that the dependence distance is >= VF; This is checked elsewhere.
1216   // But in some cases we can prune unknown dependence distances early, and 
1217   // even before selecting the VF, and without a runtime test, by comparing 
1218   // the distance against the loop iteration count. Since the vectorized code 
1219   // will be executed only if LoopCount >= VF, proving distance >= LoopCount 
1220   // also guarantees that distance >= VF.
1221   //
1222   const uint64_t ByteStride = Stride * TypeByteSize;
1223   const SCEV *Step = SE.getConstant(BackedgeTakenCount.getType(), ByteStride);
1224   const SCEV *Product = SE.getMulExpr(&BackedgeTakenCount, Step);
1225
1226   const SCEV *CastedDist = &Dist;
1227   const SCEV *CastedProduct = Product;
1228   uint64_t DistTypeSize = DL.getTypeAllocSize(Dist.getType());
1229   uint64_t ProductTypeSize = DL.getTypeAllocSize(Product->getType());
1230
1231   // The dependence distance can be positive/negative, so we sign extend Dist; 
1232   // The multiplication of the absolute stride in bytes and the 
1233   // backdgeTakenCount is non-negative, so we zero extend Product.
1234   if (DistTypeSize > ProductTypeSize)
1235     CastedProduct = SE.getZeroExtendExpr(Product, Dist.getType());
1236   else
1237     CastedDist = SE.getNoopOrSignExtend(&Dist, Product->getType());
1238
1239   // Is  Dist - (BackedgeTakenCount * Step) > 0 ?
1240   // (If so, then we have proven (**) because |Dist| >= Dist)
1241   const SCEV *Minus = SE.getMinusSCEV(CastedDist, CastedProduct);
1242   if (SE.isKnownPositive(Minus))
1243     return true;
1244
1245   // Second try: Is  -Dist - (BackedgeTakenCount * Step) > 0 ?
1246   // (If so, then we have proven (**) because |Dist| >= -1*Dist)
1247   const SCEV *NegDist = SE.getNegativeSCEV(CastedDist);
1248   Minus = SE.getMinusSCEV(NegDist, CastedProduct);
1249   if (SE.isKnownPositive(Minus))
1250     return true;
1251
1252   return false;
1253 }
1254
1255 /// \brief Check the dependence for two accesses with the same stride \p Stride.
1256 /// \p Distance is the positive distance and \p TypeByteSize is type size in
1257 /// bytes.
1258 ///
1259 /// \returns true if they are independent.
1260 static bool areStridedAccessesIndependent(uint64_t Distance, uint64_t Stride,
1261                                           uint64_t TypeByteSize) {
1262   assert(Stride > 1 && "The stride must be greater than 1");
1263   assert(TypeByteSize > 0 && "The type size in byte must be non-zero");
1264   assert(Distance > 0 && "The distance must be non-zero");
1265
1266   // Skip if the distance is not multiple of type byte size.
1267   if (Distance % TypeByteSize)
1268     return false;
1269
1270   uint64_t ScaledDist = Distance / TypeByteSize;
1271
1272   // No dependence if the scaled distance is not multiple of the stride.
1273   // E.g.
1274   //      for (i = 0; i < 1024 ; i += 4)
1275   //        A[i+2] = A[i] + 1;
1276   //
1277   // Two accesses in memory (scaled distance is 2, stride is 4):
1278   //     | A[0] |      |      |      | A[4] |      |      |      |
1279   //     |      |      | A[2] |      |      |      | A[6] |      |
1280   //
1281   // E.g.
1282   //      for (i = 0; i < 1024 ; i += 3)
1283   //        A[i+4] = A[i] + 1;
1284   //
1285   // Two accesses in memory (scaled distance is 4, stride is 3):
1286   //     | A[0] |      |      | A[3] |      |      | A[6] |      |      |
1287   //     |      |      |      |      | A[4] |      |      | A[7] |      |
1288   return ScaledDist % Stride;
1289 }
1290
1291 MemoryDepChecker::Dependence::DepType
1292 MemoryDepChecker::isDependent(const MemAccessInfo &A, unsigned AIdx,
1293                               const MemAccessInfo &B, unsigned BIdx,
1294                               const ValueToValueMap &Strides) {
1295   assert (AIdx < BIdx && "Must pass arguments in program order");
1296
1297   Value *APtr = A.getPointer();
1298   Value *BPtr = B.getPointer();
1299   bool AIsWrite = A.getInt();
1300   bool BIsWrite = B.getInt();
1301
1302   // Two reads are independent.
1303   if (!AIsWrite && !BIsWrite)
1304     return Dependence::NoDep;
1305
1306   // We cannot check pointers in different address spaces.
1307   if (APtr->getType()->getPointerAddressSpace() !=
1308       BPtr->getType()->getPointerAddressSpace())
1309     return Dependence::Unknown;
1310
1311   int64_t StrideAPtr = getPtrStride(PSE, APtr, InnermostLoop, Strides, true);
1312   int64_t StrideBPtr = getPtrStride(PSE, BPtr, InnermostLoop, Strides, true);
1313
1314   const SCEV *Src = PSE.getSCEV(APtr);
1315   const SCEV *Sink = PSE.getSCEV(BPtr);
1316
1317   // If the induction step is negative we have to invert source and sink of the
1318   // dependence.
1319   if (StrideAPtr < 0) {
1320     std::swap(APtr, BPtr);
1321     std::swap(Src, Sink);
1322     std::swap(AIsWrite, BIsWrite);
1323     std::swap(AIdx, BIdx);
1324     std::swap(StrideAPtr, StrideBPtr);
1325   }
1326
1327   const SCEV *Dist = PSE.getSE()->getMinusSCEV(Sink, Src);
1328
1329   DEBUG(dbgs() << "LAA: Src Scev: " << *Src << "Sink Scev: " << *Sink
1330                << "(Induction step: " << StrideAPtr << ")\n");
1331   DEBUG(dbgs() << "LAA: Distance for " << *InstMap[AIdx] << " to "
1332                << *InstMap[BIdx] << ": " << *Dist << "\n");
1333
1334   // Need accesses with constant stride. We don't want to vectorize
1335   // "A[B[i]] += ..." and similar code or pointer arithmetic that could wrap in
1336   // the address space.
1337   if (!StrideAPtr || !StrideBPtr || StrideAPtr != StrideBPtr){
1338     DEBUG(dbgs() << "Pointer access with non-constant stride\n");
1339     return Dependence::Unknown;
1340   }
1341
1342   Type *ATy = APtr->getType()->getPointerElementType();
1343   Type *BTy = BPtr->getType()->getPointerElementType();
1344   auto &DL = InnermostLoop->getHeader()->getModule()->getDataLayout();
1345   uint64_t TypeByteSize = DL.getTypeAllocSize(ATy);
1346   uint64_t Stride = std::abs(StrideAPtr);
1347   const SCEVConstant *C = dyn_cast<SCEVConstant>(Dist);
1348   if (!C) {
1349     if (TypeByteSize == DL.getTypeAllocSize(BTy) &&
1350         isSafeDependenceDistance(DL, *(PSE.getSE()),
1351                                  *(PSE.getBackedgeTakenCount()), *Dist, Stride,
1352                                  TypeByteSize))
1353       return Dependence::NoDep;
1354
1355     DEBUG(dbgs() << "LAA: Dependence because of non-constant distance\n");
1356     ShouldRetryWithRuntimeCheck = true;
1357     return Dependence::Unknown;
1358   }
1359
1360   const APInt &Val = C->getAPInt();
1361   int64_t Distance = Val.getSExtValue();
1362
1363   // Attempt to prove strided accesses independent.
1364   if (std::abs(Distance) > 0 && Stride > 1 && ATy == BTy &&
1365       areStridedAccessesIndependent(std::abs(Distance), Stride, TypeByteSize)) {
1366     DEBUG(dbgs() << "LAA: Strided accesses are independent\n");
1367     return Dependence::NoDep;
1368   }
1369
1370   // Negative distances are not plausible dependencies.
1371   if (Val.isNegative()) {
1372     bool IsTrueDataDependence = (AIsWrite && !BIsWrite);
1373     if (IsTrueDataDependence && EnableForwardingConflictDetection &&
1374         (couldPreventStoreLoadForward(Val.abs().getZExtValue(), TypeByteSize) ||
1375          ATy != BTy)) {
1376       DEBUG(dbgs() << "LAA: Forward but may prevent st->ld forwarding\n");
1377       return Dependence::ForwardButPreventsForwarding;
1378     }
1379
1380     DEBUG(dbgs() << "LAA: Dependence is negative\n");
1381     return Dependence::Forward;
1382   }
1383
1384   // Write to the same location with the same size.
1385   // Could be improved to assert type sizes are the same (i32 == float, etc).
1386   if (Val == 0) {
1387     if (ATy == BTy)
1388       return Dependence::Forward;
1389     DEBUG(dbgs() << "LAA: Zero dependence difference but different types\n");
1390     return Dependence::Unknown;
1391   }
1392
1393   assert(Val.isStrictlyPositive() && "Expect a positive value");
1394
1395   if (ATy != BTy) {
1396     DEBUG(dbgs() <<
1397           "LAA: ReadWrite-Write positive dependency with different types\n");
1398     return Dependence::Unknown;
1399   }
1400
1401   // Bail out early if passed-in parameters make vectorization not feasible.
1402   unsigned ForcedFactor = (VectorizerParams::VectorizationFactor ?
1403                            VectorizerParams::VectorizationFactor : 1);
1404   unsigned ForcedUnroll = (VectorizerParams::VectorizationInterleave ?
1405                            VectorizerParams::VectorizationInterleave : 1);
1406   // The minimum number of iterations for a vectorized/unrolled version.
1407   unsigned MinNumIter = std::max(ForcedFactor * ForcedUnroll, 2U);
1408
1409   // It's not vectorizable if the distance is smaller than the minimum distance
1410   // needed for a vectroized/unrolled version. Vectorizing one iteration in
1411   // front needs TypeByteSize * Stride. Vectorizing the last iteration needs
1412   // TypeByteSize (No need to plus the last gap distance).
1413   //
1414   // E.g. Assume one char is 1 byte in memory and one int is 4 bytes.
1415   //      foo(int *A) {
1416   //        int *B = (int *)((char *)A + 14);
1417   //        for (i = 0 ; i < 1024 ; i += 2)
1418   //          B[i] = A[i] + 1;
1419   //      }
1420   //
1421   // Two accesses in memory (stride is 2):
1422   //     | A[0] |      | A[2] |      | A[4] |      | A[6] |      |
1423   //                              | B[0] |      | B[2] |      | B[4] |
1424   //
1425   // Distance needs for vectorizing iterations except the last iteration:
1426   // 4 * 2 * (MinNumIter - 1). Distance needs for the last iteration: 4.
1427   // So the minimum distance needed is: 4 * 2 * (MinNumIter - 1) + 4.
1428   //
1429   // If MinNumIter is 2, it is vectorizable as the minimum distance needed is
1430   // 12, which is less than distance.
1431   //
1432   // If MinNumIter is 4 (Say if a user forces the vectorization factor to be 4),
1433   // the minimum distance needed is 28, which is greater than distance. It is
1434   // not safe to do vectorization.
1435   uint64_t MinDistanceNeeded =
1436       TypeByteSize * Stride * (MinNumIter - 1) + TypeByteSize;
1437   if (MinDistanceNeeded > static_cast<uint64_t>(Distance)) {
1438     DEBUG(dbgs() << "LAA: Failure because of positive distance " << Distance
1439                  << '\n');
1440     return Dependence::Backward;
1441   }
1442
1443   // Unsafe if the minimum distance needed is greater than max safe distance.
1444   if (MinDistanceNeeded > MaxSafeDepDistBytes) {
1445     DEBUG(dbgs() << "LAA: Failure because it needs at least "
1446                  << MinDistanceNeeded << " size in bytes");
1447     return Dependence::Backward;
1448   }
1449
1450   // Positive distance bigger than max vectorization factor.
1451   // FIXME: Should use max factor instead of max distance in bytes, which could
1452   // not handle different types.
1453   // E.g. Assume one char is 1 byte in memory and one int is 4 bytes.
1454   //      void foo (int *A, char *B) {
1455   //        for (unsigned i = 0; i < 1024; i++) {
1456   //          A[i+2] = A[i] + 1;
1457   //          B[i+2] = B[i] + 1;
1458   //        }
1459   //      }
1460   //
1461   // This case is currently unsafe according to the max safe distance. If we
1462   // analyze the two accesses on array B, the max safe dependence distance
1463   // is 2. Then we analyze the accesses on array A, the minimum distance needed
1464   // is 8, which is less than 2 and forbidden vectorization, But actually
1465   // both A and B could be vectorized by 2 iterations.
1466   MaxSafeDepDistBytes =
1467       std::min(static_cast<uint64_t>(Distance), MaxSafeDepDistBytes);
1468
1469   bool IsTrueDataDependence = (!AIsWrite && BIsWrite);
1470   if (IsTrueDataDependence && EnableForwardingConflictDetection &&
1471       couldPreventStoreLoadForward(Distance, TypeByteSize))
1472     return Dependence::BackwardVectorizableButPreventsForwarding;
1473
1474   DEBUG(dbgs() << "LAA: Positive distance " << Val.getSExtValue()
1475                << " with max VF = "
1476                << MaxSafeDepDistBytes / (TypeByteSize * Stride) << '\n');
1477
1478   return Dependence::BackwardVectorizable;
1479 }
1480
1481 bool MemoryDepChecker::areDepsSafe(DepCandidates &AccessSets,
1482                                    MemAccessInfoList &CheckDeps,
1483                                    const ValueToValueMap &Strides) {
1484
1485   MaxSafeDepDistBytes = -1;
1486   SmallPtrSet<MemAccessInfo, 8> Visited;
1487   for (MemAccessInfo CurAccess : CheckDeps) {
1488     if (Visited.count(CurAccess))
1489       continue;
1490
1491     // Get the relevant memory access set.
1492     EquivalenceClasses<MemAccessInfo>::iterator I =
1493       AccessSets.findValue(AccessSets.getLeaderValue(CurAccess));
1494
1495     // Check accesses within this set.
1496     EquivalenceClasses<MemAccessInfo>::member_iterator AI =
1497         AccessSets.member_begin(I);
1498     EquivalenceClasses<MemAccessInfo>::member_iterator AE =
1499         AccessSets.member_end();
1500
1501     // Check every access pair.
1502     while (AI != AE) {
1503       Visited.insert(*AI);
1504       EquivalenceClasses<MemAccessInfo>::member_iterator OI = std::next(AI);
1505       while (OI != AE) {
1506         // Check every accessing instruction pair in program order.
1507         for (std::vector<unsigned>::iterator I1 = Accesses[*AI].begin(),
1508              I1E = Accesses[*AI].end(); I1 != I1E; ++I1)
1509           for (std::vector<unsigned>::iterator I2 = Accesses[*OI].begin(),
1510                I2E = Accesses[*OI].end(); I2 != I2E; ++I2) {
1511             auto A = std::make_pair(&*AI, *I1);
1512             auto B = std::make_pair(&*OI, *I2);
1513
1514             assert(*I1 != *I2);
1515             if (*I1 > *I2)
1516               std::swap(A, B);
1517
1518             Dependence::DepType Type =
1519                 isDependent(*A.first, A.second, *B.first, B.second, Strides);
1520             SafeForVectorization &= Dependence::isSafeForVectorization(Type);
1521
1522             // Gather dependences unless we accumulated MaxDependences
1523             // dependences.  In that case return as soon as we find the first
1524             // unsafe dependence.  This puts a limit on this quadratic
1525             // algorithm.
1526             if (RecordDependences) {
1527               if (Type != Dependence::NoDep)
1528                 Dependences.push_back(Dependence(A.second, B.second, Type));
1529
1530               if (Dependences.size() >= MaxDependences) {
1531                 RecordDependences = false;
1532                 Dependences.clear();
1533                 DEBUG(dbgs() << "Too many dependences, stopped recording\n");
1534               }
1535             }
1536             if (!RecordDependences && !SafeForVectorization)
1537               return false;
1538           }
1539         ++OI;
1540       }
1541       AI++;
1542     }
1543   }
1544
1545   DEBUG(dbgs() << "Total Dependences: " << Dependences.size() << "\n");
1546   return SafeForVectorization;
1547 }
1548
1549 SmallVector<Instruction *, 4>
1550 MemoryDepChecker::getInstructionsForAccess(Value *Ptr, bool isWrite) const {
1551   MemAccessInfo Access(Ptr, isWrite);
1552   auto &IndexVector = Accesses.find(Access)->second;
1553
1554   SmallVector<Instruction *, 4> Insts;
1555   transform(IndexVector,
1556                  std::back_inserter(Insts),
1557                  [&](unsigned Idx) { return this->InstMap[Idx]; });
1558   return Insts;
1559 }
1560
1561 const char *MemoryDepChecker::Dependence::DepName[] = {
1562     "NoDep", "Unknown", "Forward", "ForwardButPreventsForwarding", "Backward",
1563     "BackwardVectorizable", "BackwardVectorizableButPreventsForwarding"};
1564
1565 void MemoryDepChecker::Dependence::print(
1566     raw_ostream &OS, unsigned Depth,
1567     const SmallVectorImpl<Instruction *> &Instrs) const {
1568   OS.indent(Depth) << DepName[Type] << ":\n";
1569   OS.indent(Depth + 2) << *Instrs[Source] << " -> \n";
1570   OS.indent(Depth + 2) << *Instrs[Destination] << "\n";
1571 }
1572
1573 bool LoopAccessInfo::canAnalyzeLoop() {
1574   // We need to have a loop header.
1575   DEBUG(dbgs() << "LAA: Found a loop in "
1576                << TheLoop->getHeader()->getParent()->getName() << ": "
1577                << TheLoop->getHeader()->getName() << '\n');
1578
1579   // We can only analyze innermost loops.
1580   if (!TheLoop->empty()) {
1581     DEBUG(dbgs() << "LAA: loop is not the innermost loop\n");
1582     recordAnalysis("NotInnerMostLoop") << "loop is not the innermost loop";
1583     return false;
1584   }
1585
1586   // We must have a single backedge.
1587   if (TheLoop->getNumBackEdges() != 1) {
1588     DEBUG(dbgs() << "LAA: loop control flow is not understood by analyzer\n");
1589     recordAnalysis("CFGNotUnderstood")
1590         << "loop control flow is not understood by analyzer";
1591     return false;
1592   }
1593
1594   // We must have a single exiting block.
1595   if (!TheLoop->getExitingBlock()) {
1596     DEBUG(dbgs() << "LAA: loop control flow is not understood by analyzer\n");
1597     recordAnalysis("CFGNotUnderstood")
1598         << "loop control flow is not understood by analyzer";
1599     return false;
1600   }
1601
1602   // We only handle bottom-tested loops, i.e. loop in which the condition is
1603   // checked at the end of each iteration. With that we can assume that all
1604   // instructions in the loop are executed the same number of times.
1605   if (TheLoop->getExitingBlock() != TheLoop->getLoopLatch()) {
1606     DEBUG(dbgs() << "LAA: loop control flow is not understood by analyzer\n");
1607     recordAnalysis("CFGNotUnderstood")
1608         << "loop control flow is not understood by analyzer";
1609     return false;
1610   }
1611
1612   // ScalarEvolution needs to be able to find the exit count.
1613   const SCEV *ExitCount = PSE->getBackedgeTakenCount();
1614   if (ExitCount == PSE->getSE()->getCouldNotCompute()) {
1615     recordAnalysis("CantComputeNumberOfIterations")
1616         << "could not determine number of loop iterations";
1617     DEBUG(dbgs() << "LAA: SCEV could not compute the loop exit count.\n");
1618     return false;
1619   }
1620
1621   return true;
1622 }
1623
1624 void LoopAccessInfo::analyzeLoop(AliasAnalysis *AA, LoopInfo *LI,
1625                                  const TargetLibraryInfo *TLI,
1626                                  DominatorTree *DT) {
1627   typedef SmallPtrSet<Value*, 16> ValueSet;
1628
1629   // Holds the Load and Store instructions.
1630   SmallVector<LoadInst *, 16> Loads;
1631   SmallVector<StoreInst *, 16> Stores;
1632
1633   // Holds all the different accesses in the loop.
1634   unsigned NumReads = 0;
1635   unsigned NumReadWrites = 0;
1636
1637   PtrRtChecking->Pointers.clear();
1638   PtrRtChecking->Need = false;
1639
1640   const bool IsAnnotatedParallel = TheLoop->isAnnotatedParallel();
1641
1642   // For each block.
1643   for (BasicBlock *BB : TheLoop->blocks()) {
1644     // Scan the BB and collect legal loads and stores.
1645     for (Instruction &I : *BB) {
1646       // If this is a load, save it. If this instruction can read from memory
1647       // but is not a load, then we quit. Notice that we don't handle function
1648       // calls that read or write.
1649       if (I.mayReadFromMemory()) {
1650         // Many math library functions read the rounding mode. We will only
1651         // vectorize a loop if it contains known function calls that don't set
1652         // the flag. Therefore, it is safe to ignore this read from memory.
1653         auto *Call = dyn_cast<CallInst>(&I);
1654         if (Call && getVectorIntrinsicIDForCall(Call, TLI))
1655           continue;
1656
1657         // If the function has an explicit vectorized counterpart, we can safely
1658         // assume that it can be vectorized.
1659         if (Call && !Call->isNoBuiltin() && Call->getCalledFunction() &&
1660             TLI->isFunctionVectorizable(Call->getCalledFunction()->getName()))
1661           continue;
1662
1663         auto *Ld = dyn_cast<LoadInst>(&I);
1664         if (!Ld || (!Ld->isSimple() && !IsAnnotatedParallel)) {
1665           recordAnalysis("NonSimpleLoad", Ld)
1666               << "read with atomic ordering or volatile read";
1667           DEBUG(dbgs() << "LAA: Found a non-simple load.\n");
1668           CanVecMem = false;
1669           return;
1670         }
1671         NumLoads++;
1672         Loads.push_back(Ld);
1673         DepChecker->addAccess(Ld);
1674         if (EnableMemAccessVersioning)
1675           collectStridedAccess(Ld);
1676         continue;
1677       }
1678
1679       // Save 'store' instructions. Abort if other instructions write to memory.
1680       if (I.mayWriteToMemory()) {
1681         auto *St = dyn_cast<StoreInst>(&I);
1682         if (!St) {
1683           recordAnalysis("CantVectorizeInstruction", St)
1684               << "instruction cannot be vectorized";
1685           CanVecMem = false;
1686           return;
1687         }
1688         if (!St->isSimple() && !IsAnnotatedParallel) {
1689           recordAnalysis("NonSimpleStore", St)
1690               << "write with atomic ordering or volatile write";
1691           DEBUG(dbgs() << "LAA: Found a non-simple store.\n");
1692           CanVecMem = false;
1693           return;
1694         }
1695         NumStores++;
1696         Stores.push_back(St);
1697         DepChecker->addAccess(St);
1698         if (EnableMemAccessVersioning)
1699           collectStridedAccess(St);
1700       }
1701     } // Next instr.
1702   } // Next block.
1703
1704   // Now we have two lists that hold the loads and the stores.
1705   // Next, we find the pointers that they use.
1706
1707   // Check if we see any stores. If there are no stores, then we don't
1708   // care if the pointers are *restrict*.
1709   if (!Stores.size()) {
1710     DEBUG(dbgs() << "LAA: Found a read-only loop!\n");
1711     CanVecMem = true;
1712     return;
1713   }
1714
1715   MemoryDepChecker::DepCandidates DependentAccesses;
1716   AccessAnalysis Accesses(TheLoop->getHeader()->getModule()->getDataLayout(),
1717                           AA, LI, DependentAccesses, *PSE);
1718
1719   // Holds the analyzed pointers. We don't want to call GetUnderlyingObjects
1720   // multiple times on the same object. If the ptr is accessed twice, once
1721   // for read and once for write, it will only appear once (on the write
1722   // list). This is okay, since we are going to check for conflicts between
1723   // writes and between reads and writes, but not between reads and reads.
1724   ValueSet Seen;
1725
1726   for (StoreInst *ST : Stores) {
1727     Value *Ptr = ST->getPointerOperand();
1728     // Check for store to loop invariant address.
1729     StoreToLoopInvariantAddress |= isUniform(Ptr);
1730     // If we did *not* see this pointer before, insert it to  the read-write
1731     // list. At this phase it is only a 'write' list.
1732     if (Seen.insert(Ptr).second) {
1733       ++NumReadWrites;
1734
1735       MemoryLocation Loc = MemoryLocation::get(ST);
1736       // The TBAA metadata could have a control dependency on the predication
1737       // condition, so we cannot rely on it when determining whether or not we
1738       // need runtime pointer checks.
1739       if (blockNeedsPredication(ST->getParent(), TheLoop, DT))
1740         Loc.AATags.TBAA = nullptr;
1741
1742       Accesses.addStore(Loc);
1743     }
1744   }
1745
1746   if (IsAnnotatedParallel) {
1747     DEBUG(dbgs()
1748           << "LAA: A loop annotated parallel, ignore memory dependency "
1749           << "checks.\n");
1750     CanVecMem = true;
1751     return;
1752   }
1753
1754   for (LoadInst *LD : Loads) {
1755     Value *Ptr = LD->getPointerOperand();
1756     // If we did *not* see this pointer before, insert it to the
1757     // read list. If we *did* see it before, then it is already in
1758     // the read-write list. This allows us to vectorize expressions
1759     // such as A[i] += x;  Because the address of A[i] is a read-write
1760     // pointer. This only works if the index of A[i] is consecutive.
1761     // If the address of i is unknown (for example A[B[i]]) then we may
1762     // read a few words, modify, and write a few words, and some of the
1763     // words may be written to the same address.
1764     bool IsReadOnlyPtr = false;
1765     if (Seen.insert(Ptr).second ||
1766         !getPtrStride(*PSE, Ptr, TheLoop, SymbolicStrides)) {
1767       ++NumReads;
1768       IsReadOnlyPtr = true;
1769     }
1770
1771     MemoryLocation Loc = MemoryLocation::get(LD);
1772     // The TBAA metadata could have a control dependency on the predication
1773     // condition, so we cannot rely on it when determining whether or not we
1774     // need runtime pointer checks.
1775     if (blockNeedsPredication(LD->getParent(), TheLoop, DT))
1776       Loc.AATags.TBAA = nullptr;
1777
1778     Accesses.addLoad(Loc, IsReadOnlyPtr);
1779   }
1780
1781   // If we write (or read-write) to a single destination and there are no
1782   // other reads in this loop then is it safe to vectorize.
1783   if (NumReadWrites == 1 && NumReads == 0) {
1784     DEBUG(dbgs() << "LAA: Found a write-only loop!\n");
1785     CanVecMem = true;
1786     return;
1787   }
1788
1789   // Build dependence sets and check whether we need a runtime pointer bounds
1790   // check.
1791   Accesses.buildDependenceSets();
1792
1793   // Find pointers with computable bounds. We are going to use this information
1794   // to place a runtime bound check.
1795   bool CanDoRTIfNeeded = Accesses.canCheckPtrAtRT(*PtrRtChecking, PSE->getSE(),
1796                                                   TheLoop, SymbolicStrides);
1797   if (!CanDoRTIfNeeded) {
1798     recordAnalysis("CantIdentifyArrayBounds") << "cannot identify array bounds";
1799     DEBUG(dbgs() << "LAA: We can't vectorize because we can't find "
1800                  << "the array bounds.\n");
1801     CanVecMem = false;
1802     return;
1803   }
1804
1805   DEBUG(dbgs() << "LAA: We can perform a memory runtime check if needed.\n");
1806
1807   CanVecMem = true;
1808   if (Accesses.isDependencyCheckNeeded()) {
1809     DEBUG(dbgs() << "LAA: Checking memory dependencies\n");
1810     CanVecMem = DepChecker->areDepsSafe(
1811         DependentAccesses, Accesses.getDependenciesToCheck(), SymbolicStrides);
1812     MaxSafeDepDistBytes = DepChecker->getMaxSafeDepDistBytes();
1813
1814     if (!CanVecMem && DepChecker->shouldRetryWithRuntimeCheck()) {
1815       DEBUG(dbgs() << "LAA: Retrying with memory checks\n");
1816
1817       // Clear the dependency checks. We assume they are not needed.
1818       Accesses.resetDepChecks(*DepChecker);
1819
1820       PtrRtChecking->reset();
1821       PtrRtChecking->Need = true;
1822
1823       auto *SE = PSE->getSE();
1824       CanDoRTIfNeeded = Accesses.canCheckPtrAtRT(*PtrRtChecking, SE, TheLoop,
1825                                                  SymbolicStrides, true);
1826
1827       // Check that we found the bounds for the pointer.
1828       if (!CanDoRTIfNeeded) {
1829         recordAnalysis("CantCheckMemDepsAtRunTime")
1830             << "cannot check memory dependencies at runtime";
1831         DEBUG(dbgs() << "LAA: Can't vectorize with memory checks\n");
1832         CanVecMem = false;
1833         return;
1834       }
1835
1836       CanVecMem = true;
1837     }
1838   }
1839
1840   if (CanVecMem)
1841     DEBUG(dbgs() << "LAA: No unsafe dependent memory operations in loop.  We"
1842                  << (PtrRtChecking->Need ? "" : " don't")
1843                  << " need runtime memory checks.\n");
1844   else {
1845     recordAnalysis("UnsafeMemDep")
1846         << "unsafe dependent memory operations in loop. Use "
1847            "#pragma loop distribute(enable) to allow loop distribution "
1848            "to attempt to isolate the offending operations into a separate "
1849            "loop";
1850     DEBUG(dbgs() << "LAA: unsafe dependent memory operations in loop\n");
1851   }
1852 }
1853
1854 bool LoopAccessInfo::blockNeedsPredication(BasicBlock *BB, Loop *TheLoop,
1855                                            DominatorTree *DT)  {
1856   assert(TheLoop->contains(BB) && "Unknown block used");
1857
1858   // Blocks that do not dominate the latch need predication.
1859   BasicBlock* Latch = TheLoop->getLoopLatch();
1860   return !DT->dominates(BB, Latch);
1861 }
1862
1863 OptimizationRemarkAnalysis &LoopAccessInfo::recordAnalysis(StringRef RemarkName,
1864                                                            Instruction *I) {
1865   assert(!Report && "Multiple reports generated");
1866
1867   Value *CodeRegion = TheLoop->getHeader();
1868   DebugLoc DL = TheLoop->getStartLoc();
1869
1870   if (I) {
1871     CodeRegion = I->getParent();
1872     // If there is no debug location attached to the instruction, revert back to
1873     // using the loop's.
1874     if (I->getDebugLoc())
1875       DL = I->getDebugLoc();
1876   }
1877
1878   Report = make_unique<OptimizationRemarkAnalysis>(DEBUG_TYPE, RemarkName, DL,
1879                                                    CodeRegion);
1880   return *Report;
1881 }
1882
1883 bool LoopAccessInfo::isUniform(Value *V) const {
1884   auto *SE = PSE->getSE();
1885   // Since we rely on SCEV for uniformity, if the type is not SCEVable, it is
1886   // never considered uniform.
1887   // TODO: Is this really what we want? Even without FP SCEV, we may want some
1888   // trivially loop-invariant FP values to be considered uniform.
1889   if (!SE->isSCEVable(V->getType()))
1890     return false;
1891   return (SE->isLoopInvariant(SE->getSCEV(V), TheLoop));
1892 }
1893
1894 // FIXME: this function is currently a duplicate of the one in
1895 // LoopVectorize.cpp.
1896 static Instruction *getFirstInst(Instruction *FirstInst, Value *V,
1897                                  Instruction *Loc) {
1898   if (FirstInst)
1899     return FirstInst;
1900   if (Instruction *I = dyn_cast<Instruction>(V))
1901     return I->getParent() == Loc->getParent() ? I : nullptr;
1902   return nullptr;
1903 }
1904
1905 namespace {
1906
1907 /// \brief IR Values for the lower and upper bounds of a pointer evolution.  We
1908 /// need to use value-handles because SCEV expansion can invalidate previously
1909 /// expanded values.  Thus expansion of a pointer can invalidate the bounds for
1910 /// a previous one.
1911 struct PointerBounds {
1912   TrackingVH<Value> Start;
1913   TrackingVH<Value> End;
1914 };
1915
1916 } // end anonymous namespace
1917
1918 /// \brief Expand code for the lower and upper bound of the pointer group \p CG
1919 /// in \p TheLoop.  \return the values for the bounds.
1920 static PointerBounds
1921 expandBounds(const RuntimePointerChecking::CheckingPtrGroup *CG, Loop *TheLoop,
1922              Instruction *Loc, SCEVExpander &Exp, ScalarEvolution *SE,
1923              const RuntimePointerChecking &PtrRtChecking) {
1924   Value *Ptr = PtrRtChecking.Pointers[CG->Members[0]].PointerValue;
1925   const SCEV *Sc = SE->getSCEV(Ptr);
1926
1927   unsigned AS = Ptr->getType()->getPointerAddressSpace();
1928   LLVMContext &Ctx = Loc->getContext();
1929
1930   // Use this type for pointer arithmetic.
1931   Type *PtrArithTy = Type::getInt8PtrTy(Ctx, AS);
1932
1933   if (SE->isLoopInvariant(Sc, TheLoop)) {
1934     DEBUG(dbgs() << "LAA: Adding RT check for a loop invariant ptr:" << *Ptr
1935                  << "\n");
1936     // Ptr could be in the loop body. If so, expand a new one at the correct
1937     // location.
1938     Instruction *Inst = dyn_cast<Instruction>(Ptr);
1939     Value *NewPtr = (Inst && TheLoop->contains(Inst))
1940                         ? Exp.expandCodeFor(Sc, PtrArithTy, Loc)
1941                         : Ptr;
1942     // We must return a half-open range, which means incrementing Sc.
1943     const SCEV *ScPlusOne = SE->getAddExpr(Sc, SE->getOne(PtrArithTy));
1944     Value *NewPtrPlusOne = Exp.expandCodeFor(ScPlusOne, PtrArithTy, Loc);
1945     return {NewPtr, NewPtrPlusOne};
1946   } else {
1947     Value *Start = nullptr, *End = nullptr;
1948     DEBUG(dbgs() << "LAA: Adding RT check for range:\n");
1949     Start = Exp.expandCodeFor(CG->Low, PtrArithTy, Loc);
1950     End = Exp.expandCodeFor(CG->High, PtrArithTy, Loc);
1951     DEBUG(dbgs() << "Start: " << *CG->Low << " End: " << *CG->High << "\n");
1952     return {Start, End};
1953   }
1954 }
1955
1956 /// \brief Turns a collection of checks into a collection of expanded upper and
1957 /// lower bounds for both pointers in the check.
1958 static SmallVector<std::pair<PointerBounds, PointerBounds>, 4> expandBounds(
1959     const SmallVectorImpl<RuntimePointerChecking::PointerCheck> &PointerChecks,
1960     Loop *L, Instruction *Loc, ScalarEvolution *SE, SCEVExpander &Exp,
1961     const RuntimePointerChecking &PtrRtChecking) {
1962   SmallVector<std::pair<PointerBounds, PointerBounds>, 4> ChecksWithBounds;
1963
1964   // Here we're relying on the SCEV Expander's cache to only emit code for the
1965   // same bounds once.
1966   transform(
1967       PointerChecks, std::back_inserter(ChecksWithBounds),
1968       [&](const RuntimePointerChecking::PointerCheck &Check) {
1969         PointerBounds
1970           First = expandBounds(Check.first, L, Loc, Exp, SE, PtrRtChecking),
1971           Second = expandBounds(Check.second, L, Loc, Exp, SE, PtrRtChecking);
1972         return std::make_pair(First, Second);
1973       });
1974
1975   return ChecksWithBounds;
1976 }
1977
1978 std::pair<Instruction *, Instruction *> LoopAccessInfo::addRuntimeChecks(
1979     Instruction *Loc,
1980     const SmallVectorImpl<RuntimePointerChecking::PointerCheck> &PointerChecks)
1981     const {
1982   const DataLayout &DL = TheLoop->getHeader()->getModule()->getDataLayout();
1983   auto *SE = PSE->getSE();
1984   SCEVExpander Exp(*SE, DL, "induction");
1985   auto ExpandedChecks =
1986       expandBounds(PointerChecks, TheLoop, Loc, SE, Exp, *PtrRtChecking);
1987
1988   LLVMContext &Ctx = Loc->getContext();
1989   Instruction *FirstInst = nullptr;
1990   IRBuilder<> ChkBuilder(Loc);
1991   // Our instructions might fold to a constant.
1992   Value *MemoryRuntimeCheck = nullptr;
1993
1994   for (const auto &Check : ExpandedChecks) {
1995     const PointerBounds &A = Check.first, &B = Check.second;
1996     // Check if two pointers (A and B) conflict where conflict is computed as:
1997     // start(A) <= end(B) && start(B) <= end(A)
1998     unsigned AS0 = A.Start->getType()->getPointerAddressSpace();
1999     unsigned AS1 = B.Start->getType()->getPointerAddressSpace();
2000
2001     assert((AS0 == B.End->getType()->getPointerAddressSpace()) &&
2002            (AS1 == A.End->getType()->getPointerAddressSpace()) &&
2003            "Trying to bounds check pointers with different address spaces");
2004
2005     Type *PtrArithTy0 = Type::getInt8PtrTy(Ctx, AS0);
2006     Type *PtrArithTy1 = Type::getInt8PtrTy(Ctx, AS1);
2007
2008     Value *Start0 = ChkBuilder.CreateBitCast(A.Start, PtrArithTy0, "bc");
2009     Value *Start1 = ChkBuilder.CreateBitCast(B.Start, PtrArithTy1, "bc");
2010     Value *End0 =   ChkBuilder.CreateBitCast(A.End,   PtrArithTy1, "bc");
2011     Value *End1 =   ChkBuilder.CreateBitCast(B.End,   PtrArithTy0, "bc");
2012
2013     // [A|B].Start points to the first accessed byte under base [A|B].
2014     // [A|B].End points to the last accessed byte, plus one.
2015     // There is no conflict when the intervals are disjoint:
2016     // NoConflict = (B.Start >= A.End) || (A.Start >= B.End)
2017     //
2018     // bound0 = (B.Start < A.End)
2019     // bound1 = (A.Start < B.End)
2020     //  IsConflict = bound0 & bound1
2021     Value *Cmp0 = ChkBuilder.CreateICmpULT(Start0, End1, "bound0");
2022     FirstInst = getFirstInst(FirstInst, Cmp0, Loc);
2023     Value *Cmp1 = ChkBuilder.CreateICmpULT(Start1, End0, "bound1");
2024     FirstInst = getFirstInst(FirstInst, Cmp1, Loc);
2025     Value *IsConflict = ChkBuilder.CreateAnd(Cmp0, Cmp1, "found.conflict");
2026     FirstInst = getFirstInst(FirstInst, IsConflict, Loc);
2027     if (MemoryRuntimeCheck) {
2028       IsConflict =
2029           ChkBuilder.CreateOr(MemoryRuntimeCheck, IsConflict, "conflict.rdx");
2030       FirstInst = getFirstInst(FirstInst, IsConflict, Loc);
2031     }
2032     MemoryRuntimeCheck = IsConflict;
2033   }
2034
2035   if (!MemoryRuntimeCheck)
2036     return std::make_pair(nullptr, nullptr);
2037
2038   // We have to do this trickery because the IRBuilder might fold the check to a
2039   // constant expression in which case there is no Instruction anchored in a
2040   // the block.
2041   Instruction *Check = BinaryOperator::CreateAnd(MemoryRuntimeCheck,
2042                                                  ConstantInt::getTrue(Ctx));
2043   ChkBuilder.Insert(Check, "memcheck.conflict");
2044   FirstInst = getFirstInst(FirstInst, Check, Loc);
2045   return std::make_pair(FirstInst, Check);
2046 }
2047
2048 std::pair<Instruction *, Instruction *>
2049 LoopAccessInfo::addRuntimeChecks(Instruction *Loc) const {
2050   if (!PtrRtChecking->Need)
2051     return std::make_pair(nullptr, nullptr);
2052
2053   return addRuntimeChecks(Loc, PtrRtChecking->getChecks());
2054 }
2055
2056 void LoopAccessInfo::collectStridedAccess(Value *MemAccess) {
2057   Value *Ptr = nullptr;
2058   if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(MemAccess))
2059     Ptr = LI->getPointerOperand();
2060   else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(MemAccess))
2061     Ptr = SI->getPointerOperand();
2062   else
2063     return;
2064
2065   Value *Stride = getStrideFromPointer(Ptr, PSE->getSE(), TheLoop);
2066   if (!Stride)
2067     return;
2068
2069   DEBUG(dbgs() << "LAA: Found a strided access that we can version");
2070   DEBUG(dbgs() << "  Ptr: " << *Ptr << " Stride: " << *Stride << "\n");
2071   SymbolicStrides[Ptr] = Stride;
2072   StrideSet.insert(Stride);
2073 }
2074
2075 LoopAccessInfo::LoopAccessInfo(Loop *L, ScalarEvolution *SE,
2076                                const TargetLibraryInfo *TLI, AliasAnalysis *AA,
2077                                DominatorTree *DT, LoopInfo *LI)
2078     : PSE(llvm::make_unique<PredicatedScalarEvolution>(*SE, *L)),
2079       PtrRtChecking(llvm::make_unique<RuntimePointerChecking>(SE)),
2080       DepChecker(llvm::make_unique<MemoryDepChecker>(*PSE, L)), TheLoop(L),
2081       NumLoads(0), NumStores(0), MaxSafeDepDistBytes(-1), CanVecMem(false),
2082       StoreToLoopInvariantAddress(false) {
2083   if (canAnalyzeLoop())
2084     analyzeLoop(AA, LI, TLI, DT);
2085 }
2086
2087 void LoopAccessInfo::print(raw_ostream &OS, unsigned Depth) const {
2088   if (CanVecMem) {
2089     OS.indent(Depth) << "Memory dependences are safe";
2090     if (MaxSafeDepDistBytes != -1ULL)
2091       OS << " with a maximum dependence distance of " << MaxSafeDepDistBytes
2092          << " bytes";
2093     if (PtrRtChecking->Need)
2094       OS << " with run-time checks";
2095     OS << "\n";
2096   }
2097
2098   if (Report)
2099     OS.indent(Depth) << "Report: " << Report->getMsg() << "\n";
2100
2101   if (auto *Dependences = DepChecker->getDependences()) {
2102     OS.indent(Depth) << "Dependences:\n";
2103     for (auto &Dep : *Dependences) {
2104       Dep.print(OS, Depth + 2, DepChecker->getMemoryInstructions());
2105       OS << "\n";
2106     }
2107   } else
2108     OS.indent(Depth) << "Too many dependences, not recorded\n";
2109
2110   // List the pair of accesses need run-time checks to prove independence.
2111   PtrRtChecking->print(OS, Depth);
2112   OS << "\n";
2113
2114   OS.indent(Depth) << "Store to invariant address was "
2115                    << (StoreToLoopInvariantAddress ? "" : "not ")
2116                    << "found in loop.\n";
2117
2118   OS.indent(Depth) << "SCEV assumptions:\n";
2119   PSE->getUnionPredicate().print(OS, Depth);
2120
2121   OS << "\n";
2122
2123   OS.indent(Depth) << "Expressions re-written:\n";
2124   PSE->print(OS, Depth);
2125 }
2126
2127 const LoopAccessInfo &LoopAccessLegacyAnalysis::getInfo(Loop *L) {
2128   auto &LAI = LoopAccessInfoMap[L];
2129
2130   if (!LAI)
2131     LAI = llvm::make_unique<LoopAccessInfo>(L, SE, TLI, AA, DT, LI);
2132
2133   return *LAI.get();
2134 }
2135
2136 void LoopAccessLegacyAnalysis::print(raw_ostream &OS, const Module *M) const {
2137   LoopAccessLegacyAnalysis &LAA = *const_cast<LoopAccessLegacyAnalysis *>(this);
2138
2139   for (Loop *TopLevelLoop : *LI)
2140     for (Loop *L : depth_first(TopLevelLoop)) {
2141       OS.indent(2) << L->getHeader()->getName() << ":\n";
2142       auto &LAI = LAA.getInfo(L);
2143       LAI.print(OS, 4);
2144     }
2145 }
2146
2147 bool LoopAccessLegacyAnalysis::runOnFunction(Function &F) {
2148   SE = &getAnalysis<ScalarEvolutionWrapperPass>().getSE();
2149   auto *TLIP = getAnalysisIfAvailable<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
2150   TLI = TLIP ? &TLIP->getTLI() : nullptr;
2151   AA = &getAnalysis<AAResultsWrapperPass>().getAAResults();
2152   DT = &getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree();
2153   LI = &getAnalysis<LoopInfoWrapperPass>().getLoopInfo();
2154
2155   return false;
2156 }
2157
2158 void LoopAccessLegacyAnalysis::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
2159     AU.addRequired<ScalarEvolutionWrapperPass>();
2160     AU.addRequired<AAResultsWrapperPass>();
2161     AU.addRequired<DominatorTreeWrapperPass>();
2162     AU.addRequired<LoopInfoWrapperPass>();
2163
2164     AU.setPreservesAll();
2165 }
2166
2167 char LoopAccessLegacyAnalysis::ID = 0;
2168 static const char laa_name[] = "Loop Access Analysis";
2169 #define LAA_NAME "loop-accesses"
2170
2171 INITIALIZE_PASS_BEGIN(LoopAccessLegacyAnalysis, LAA_NAME, laa_name, false, true)
2172 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AAResultsWrapperPass)
2173 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(ScalarEvolutionWrapperPass)
2174 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTreeWrapperPass)
2175 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(LoopInfoWrapperPass)
2176 INITIALIZE_PASS_END(LoopAccessLegacyAnalysis, LAA_NAME, laa_name, false, true)
2177
2178 AnalysisKey LoopAccessAnalysis::Key;
2179
2180 LoopAccessInfo LoopAccessAnalysis::run(Loop &L, LoopAnalysisManager &AM,
2181                                        LoopStandardAnalysisResults &AR) {
2182   return LoopAccessInfo(&L, &AR.SE, &AR.TLI, &AR.AA, &AR.DT, &AR.LI);
2183 }
2184
2185 namespace llvm {
2186
2187   Pass *createLAAPass() {
2188     return new LoopAccessLegacyAnalysis();
2189   }
2190
2191 } // end namespace llvm