]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - contrib/llvm-project/llvm/lib/Analysis/MemoryDependenceAnalysis.cpp
Fix a memory leak in if_delgroups() introduced in r334118.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / contrib / llvm-project / llvm / lib / Analysis / MemoryDependenceAnalysis.cpp
1 //===- MemoryDependenceAnalysis.cpp - Mem Deps Implementation -------------===//
2 //
3 // Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
4 // See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
5 // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
6 //
7 //===----------------------------------------------------------------------===//
8 //
9 // This file implements an analysis that determines, for a given memory
10 // operation, what preceding memory operations it depends on.  It builds on
11 // alias analysis information, and tries to provide a lazy, caching interface to
12 // a common kind of alias information query.
13 //
14 //===----------------------------------------------------------------------===//
15
16 #include "llvm/Analysis/MemoryDependenceAnalysis.h"
17 #include "llvm/ADT/DenseMap.h"
18 #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
19 #include "llvm/ADT/SmallPtrSet.h"
20 #include "llvm/ADT/SmallVector.h"
21 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
22 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
23 #include "llvm/Analysis/AssumptionCache.h"
24 #include "llvm/Analysis/MemoryBuiltins.h"
25 #include "llvm/Analysis/MemoryLocation.h"
26 #include "llvm/Analysis/OrderedBasicBlock.h"
27 #include "llvm/Analysis/PHITransAddr.h"
28 #include "llvm/Analysis/PhiValues.h"
29 #include "llvm/Analysis/TargetLibraryInfo.h"
30 #include "llvm/Analysis/ValueTracking.h"
31 #include "llvm/IR/Attributes.h"
32 #include "llvm/IR/BasicBlock.h"
33 #include "llvm/IR/Constants.h"
34 #include "llvm/IR/DataLayout.h"
35 #include "llvm/IR/DerivedTypes.h"
36 #include "llvm/IR/Dominators.h"
37 #include "llvm/IR/Function.h"
38 #include "llvm/IR/InstrTypes.h"
39 #include "llvm/IR/Instruction.h"
40 #include "llvm/IR/Instructions.h"
41 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
42 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
43 #include "llvm/IR/Metadata.h"
44 #include "llvm/IR/Module.h"
45 #include "llvm/IR/PredIteratorCache.h"
46 #include "llvm/IR/Type.h"
47 #include "llvm/IR/Use.h"
48 #include "llvm/IR/User.h"
49 #include "llvm/IR/Value.h"
50 #include "llvm/Pass.h"
51 #include "llvm/Support/AtomicOrdering.h"
52 #include "llvm/Support/Casting.h"
53 #include "llvm/Support/CommandLine.h"
54 #include "llvm/Support/Compiler.h"
55 #include "llvm/Support/Debug.h"
56 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
57 #include <algorithm>
58 #include <cassert>
59 #include <cstdint>
60 #include <iterator>
61 #include <utility>
62
63 using namespace llvm;
64
65 #define DEBUG_TYPE "memdep"
66
67 STATISTIC(NumCacheNonLocal, "Number of fully cached non-local responses");
68 STATISTIC(NumCacheDirtyNonLocal, "Number of dirty cached non-local responses");
69 STATISTIC(NumUncacheNonLocal, "Number of uncached non-local responses");
70
71 STATISTIC(NumCacheNonLocalPtr,
72           "Number of fully cached non-local ptr responses");
73 STATISTIC(NumCacheDirtyNonLocalPtr,
74           "Number of cached, but dirty, non-local ptr responses");
75 STATISTIC(NumUncacheNonLocalPtr, "Number of uncached non-local ptr responses");
76 STATISTIC(NumCacheCompleteNonLocalPtr,
77           "Number of block queries that were completely cached");
78
79 // Limit for the number of instructions to scan in a block.
80
81 static cl::opt<unsigned> BlockScanLimit(
82     "memdep-block-scan-limit", cl::Hidden, cl::init(100),
83     cl::desc("The number of instructions to scan in a block in memory "
84              "dependency analysis (default = 100)"));
85
86 static cl::opt<unsigned>
87     BlockNumberLimit("memdep-block-number-limit", cl::Hidden, cl::init(1000),
88                      cl::desc("The number of blocks to scan during memory "
89                               "dependency analysis (default = 1000)"));
90
91 // Limit on the number of memdep results to process.
92 static const unsigned int NumResultsLimit = 100;
93
94 /// This is a helper function that removes Val from 'Inst's set in ReverseMap.
95 ///
96 /// If the set becomes empty, remove Inst's entry.
97 template <typename KeyTy>
98 static void
99 RemoveFromReverseMap(DenseMap<Instruction *, SmallPtrSet<KeyTy, 4>> &ReverseMap,
100                      Instruction *Inst, KeyTy Val) {
101   typename DenseMap<Instruction *, SmallPtrSet<KeyTy, 4>>::iterator InstIt =
102       ReverseMap.find(Inst);
103   assert(InstIt != ReverseMap.end() && "Reverse map out of sync?");
104   bool Found = InstIt->second.erase(Val);
105   assert(Found && "Invalid reverse map!");
106   (void)Found;
107   if (InstIt->second.empty())
108     ReverseMap.erase(InstIt);
109 }
110
111 /// If the given instruction references a specific memory location, fill in Loc
112 /// with the details, otherwise set Loc.Ptr to null.
113 ///
114 /// Returns a ModRefInfo value describing the general behavior of the
115 /// instruction.
116 static ModRefInfo GetLocation(const Instruction *Inst, MemoryLocation &Loc,
117                               const TargetLibraryInfo &TLI) {
118   if (const LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(Inst)) {
119     if (LI->isUnordered()) {
120       Loc = MemoryLocation::get(LI);
121       return ModRefInfo::Ref;
122     }
123     if (LI->getOrdering() == AtomicOrdering::Monotonic) {
124       Loc = MemoryLocation::get(LI);
125       return ModRefInfo::ModRef;
126     }
127     Loc = MemoryLocation();
128     return ModRefInfo::ModRef;
129   }
130
131   if (const StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Inst)) {
132     if (SI->isUnordered()) {
133       Loc = MemoryLocation::get(SI);
134       return ModRefInfo::Mod;
135     }
136     if (SI->getOrdering() == AtomicOrdering::Monotonic) {
137       Loc = MemoryLocation::get(SI);
138       return ModRefInfo::ModRef;
139     }
140     Loc = MemoryLocation();
141     return ModRefInfo::ModRef;
142   }
143
144   if (const VAArgInst *V = dyn_cast<VAArgInst>(Inst)) {
145     Loc = MemoryLocation::get(V);
146     return ModRefInfo::ModRef;
147   }
148
149   if (const CallInst *CI = isFreeCall(Inst, &TLI)) {
150     // calls to free() deallocate the entire structure
151     Loc = MemoryLocation(CI->getArgOperand(0));
152     return ModRefInfo::Mod;
153   }
154
155   if (const IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(Inst)) {
156     switch (II->getIntrinsicID()) {
157     case Intrinsic::lifetime_start:
158     case Intrinsic::lifetime_end:
159     case Intrinsic::invariant_start:
160       Loc = MemoryLocation::getForArgument(II, 1, TLI);
161       // These intrinsics don't really modify the memory, but returning Mod
162       // will allow them to be handled conservatively.
163       return ModRefInfo::Mod;
164     case Intrinsic::invariant_end:
165       Loc = MemoryLocation::getForArgument(II, 2, TLI);
166       // These intrinsics don't really modify the memory, but returning Mod
167       // will allow them to be handled conservatively.
168       return ModRefInfo::Mod;
169     default:
170       break;
171     }
172   }
173
174   // Otherwise, just do the coarse-grained thing that always works.
175   if (Inst->mayWriteToMemory())
176     return ModRefInfo::ModRef;
177   if (Inst->mayReadFromMemory())
178     return ModRefInfo::Ref;
179   return ModRefInfo::NoModRef;
180 }
181
182 /// Private helper for finding the local dependencies of a call site.
183 MemDepResult MemoryDependenceResults::getCallDependencyFrom(
184     CallBase *Call, bool isReadOnlyCall, BasicBlock::iterator ScanIt,
185     BasicBlock *BB) {
186   unsigned Limit = BlockScanLimit;
187
188   // Walk backwards through the block, looking for dependencies.
189   while (ScanIt != BB->begin()) {
190     Instruction *Inst = &*--ScanIt;
191     // Debug intrinsics don't cause dependences and should not affect Limit
192     if (isa<DbgInfoIntrinsic>(Inst))
193       continue;
194
195     // Limit the amount of scanning we do so we don't end up with quadratic
196     // running time on extreme testcases.
197     --Limit;
198     if (!Limit)
199       return MemDepResult::getUnknown();
200
201     // If this inst is a memory op, get the pointer it accessed
202     MemoryLocation Loc;
203     ModRefInfo MR = GetLocation(Inst, Loc, TLI);
204     if (Loc.Ptr) {
205       // A simple instruction.
206       if (isModOrRefSet(AA.getModRefInfo(Call, Loc)))
207         return MemDepResult::getClobber(Inst);
208       continue;
209     }
210
211     if (auto *CallB = dyn_cast<CallBase>(Inst)) {
212       // If these two calls do not interfere, look past it.
213       if (isNoModRef(AA.getModRefInfo(Call, CallB))) {
214         // If the two calls are the same, return Inst as a Def, so that
215         // Call can be found redundant and eliminated.
216         if (isReadOnlyCall && !isModSet(MR) &&
217             Call->isIdenticalToWhenDefined(CallB))
218           return MemDepResult::getDef(Inst);
219
220         // Otherwise if the two calls don't interact (e.g. CallB is readnone)
221         // keep scanning.
222         continue;
223       } else
224         return MemDepResult::getClobber(Inst);
225     }
226
227     // If we could not obtain a pointer for the instruction and the instruction
228     // touches memory then assume that this is a dependency.
229     if (isModOrRefSet(MR))
230       return MemDepResult::getClobber(Inst);
231   }
232
233   // No dependence found.  If this is the entry block of the function, it is
234   // unknown, otherwise it is non-local.
235   if (BB != &BB->getParent()->getEntryBlock())
236     return MemDepResult::getNonLocal();
237   return MemDepResult::getNonFuncLocal();
238 }
239
240 unsigned MemoryDependenceResults::getLoadLoadClobberFullWidthSize(
241     const Value *MemLocBase, int64_t MemLocOffs, unsigned MemLocSize,
242     const LoadInst *LI) {
243   // We can only extend simple integer loads.
244   if (!isa<IntegerType>(LI->getType()) || !LI->isSimple())
245     return 0;
246
247   // Load widening is hostile to ThreadSanitizer: it may cause false positives
248   // or make the reports more cryptic (access sizes are wrong).
249   if (LI->getParent()->getParent()->hasFnAttribute(Attribute::SanitizeThread))
250     return 0;
251
252   const DataLayout &DL = LI->getModule()->getDataLayout();
253
254   // Get the base of this load.
255   int64_t LIOffs = 0;
256   const Value *LIBase =
257       GetPointerBaseWithConstantOffset(LI->getPointerOperand(), LIOffs, DL);
258
259   // If the two pointers are not based on the same pointer, we can't tell that
260   // they are related.
261   if (LIBase != MemLocBase)
262     return 0;
263
264   // Okay, the two values are based on the same pointer, but returned as
265   // no-alias.  This happens when we have things like two byte loads at "P+1"
266   // and "P+3".  Check to see if increasing the size of the "LI" load up to its
267   // alignment (or the largest native integer type) will allow us to load all
268   // the bits required by MemLoc.
269
270   // If MemLoc is before LI, then no widening of LI will help us out.
271   if (MemLocOffs < LIOffs)
272     return 0;
273
274   // Get the alignment of the load in bytes.  We assume that it is safe to load
275   // any legal integer up to this size without a problem.  For example, if we're
276   // looking at an i8 load on x86-32 that is known 1024 byte aligned, we can
277   // widen it up to an i32 load.  If it is known 2-byte aligned, we can widen it
278   // to i16.
279   unsigned LoadAlign = LI->getAlignment();
280
281   int64_t MemLocEnd = MemLocOffs + MemLocSize;
282
283   // If no amount of rounding up will let MemLoc fit into LI, then bail out.
284   if (LIOffs + LoadAlign < MemLocEnd)
285     return 0;
286
287   // This is the size of the load to try.  Start with the next larger power of
288   // two.
289   unsigned NewLoadByteSize = LI->getType()->getPrimitiveSizeInBits() / 8U;
290   NewLoadByteSize = NextPowerOf2(NewLoadByteSize);
291
292   while (true) {
293     // If this load size is bigger than our known alignment or would not fit
294     // into a native integer register, then we fail.
295     if (NewLoadByteSize > LoadAlign ||
296         !DL.fitsInLegalInteger(NewLoadByteSize * 8))
297       return 0;
298
299     if (LIOffs + NewLoadByteSize > MemLocEnd &&
300         (LI->getParent()->getParent()->hasFnAttribute(
301              Attribute::SanitizeAddress) ||
302          LI->getParent()->getParent()->hasFnAttribute(
303              Attribute::SanitizeHWAddress)))
304       // We will be reading past the location accessed by the original program.
305       // While this is safe in a regular build, Address Safety analysis tools
306       // may start reporting false warnings. So, don't do widening.
307       return 0;
308
309     // If a load of this width would include all of MemLoc, then we succeed.
310     if (LIOffs + NewLoadByteSize >= MemLocEnd)
311       return NewLoadByteSize;
312
313     NewLoadByteSize <<= 1;
314   }
315 }
316
317 static bool isVolatile(Instruction *Inst) {
318   if (auto *LI = dyn_cast<LoadInst>(Inst))
319     return LI->isVolatile();
320   if (auto *SI = dyn_cast<StoreInst>(Inst))
321     return SI->isVolatile();
322   if (auto *AI = dyn_cast<AtomicCmpXchgInst>(Inst))
323     return AI->isVolatile();
324   return false;
325 }
326
327 MemDepResult MemoryDependenceResults::getPointerDependencyFrom(
328     const MemoryLocation &MemLoc, bool isLoad, BasicBlock::iterator ScanIt,
329     BasicBlock *BB, Instruction *QueryInst, unsigned *Limit,
330     OrderedBasicBlock *OBB) {
331   MemDepResult InvariantGroupDependency = MemDepResult::getUnknown();
332   if (QueryInst != nullptr) {
333     if (auto *LI = dyn_cast<LoadInst>(QueryInst)) {
334       InvariantGroupDependency = getInvariantGroupPointerDependency(LI, BB);
335
336       if (InvariantGroupDependency.isDef())
337         return InvariantGroupDependency;
338     }
339   }
340   MemDepResult SimpleDep = getSimplePointerDependencyFrom(
341       MemLoc, isLoad, ScanIt, BB, QueryInst, Limit, OBB);
342   if (SimpleDep.isDef())
343     return SimpleDep;
344   // Non-local invariant group dependency indicates there is non local Def
345   // (it only returns nonLocal if it finds nonLocal def), which is better than
346   // local clobber and everything else.
347   if (InvariantGroupDependency.isNonLocal())
348     return InvariantGroupDependency;
349
350   assert(InvariantGroupDependency.isUnknown() &&
351          "InvariantGroupDependency should be only unknown at this point");
352   return SimpleDep;
353 }
354
355 MemDepResult
356 MemoryDependenceResults::getInvariantGroupPointerDependency(LoadInst *LI,
357                                                             BasicBlock *BB) {
358
359   if (!LI->getMetadata(LLVMContext::MD_invariant_group))
360     return MemDepResult::getUnknown();
361
362   // Take the ptr operand after all casts and geps 0. This way we can search
363   // cast graph down only.
364   Value *LoadOperand = LI->getPointerOperand()->stripPointerCasts();
365
366   // It's is not safe to walk the use list of global value, because function
367   // passes aren't allowed to look outside their functions.
368   // FIXME: this could be fixed by filtering instructions from outside
369   // of current function.
370   if (isa<GlobalValue>(LoadOperand))
371     return MemDepResult::getUnknown();
372
373   // Queue to process all pointers that are equivalent to load operand.
374   SmallVector<const Value *, 8> LoadOperandsQueue;
375   LoadOperandsQueue.push_back(LoadOperand);
376
377   Instruction *ClosestDependency = nullptr;
378   // Order of instructions in uses list is unpredictible. In order to always
379   // get the same result, we will look for the closest dominance.
380   auto GetClosestDependency = [this](Instruction *Best, Instruction *Other) {
381     assert(Other && "Must call it with not null instruction");
382     if (Best == nullptr || DT.dominates(Best, Other))
383       return Other;
384     return Best;
385   };
386
387   // FIXME: This loop is O(N^2) because dominates can be O(n) and in worst case
388   // we will see all the instructions. This should be fixed in MSSA.
389   while (!LoadOperandsQueue.empty()) {
390     const Value *Ptr = LoadOperandsQueue.pop_back_val();
391     assert(Ptr && !isa<GlobalValue>(Ptr) &&
392            "Null or GlobalValue should not be inserted");
393
394     for (const Use &Us : Ptr->uses()) {
395       auto *U = dyn_cast<Instruction>(Us.getUser());
396       if (!U || U == LI || !DT.dominates(U, LI))
397         continue;
398
399       // Bitcast or gep with zeros are using Ptr. Add to queue to check it's
400       // users.      U = bitcast Ptr
401       if (isa<BitCastInst>(U)) {
402         LoadOperandsQueue.push_back(U);
403         continue;
404       }
405       // Gep with zeros is equivalent to bitcast.
406       // FIXME: we are not sure if some bitcast should be canonicalized to gep 0
407       // or gep 0 to bitcast because of SROA, so there are 2 forms. When
408       // typeless pointers will be ready then both cases will be gone
409       // (and this BFS also won't be needed).
410       if (auto *GEP = dyn_cast<GetElementPtrInst>(U))
411         if (GEP->hasAllZeroIndices()) {
412           LoadOperandsQueue.push_back(U);
413           continue;
414         }
415
416       // If we hit load/store with the same invariant.group metadata (and the
417       // same pointer operand) we can assume that value pointed by pointer
418       // operand didn't change.
419       if ((isa<LoadInst>(U) || isa<StoreInst>(U)) &&
420           U->getMetadata(LLVMContext::MD_invariant_group) != nullptr)
421         ClosestDependency = GetClosestDependency(ClosestDependency, U);
422     }
423   }
424
425   if (!ClosestDependency)
426     return MemDepResult::getUnknown();
427   if (ClosestDependency->getParent() == BB)
428     return MemDepResult::getDef(ClosestDependency);
429   // Def(U) can't be returned here because it is non-local. If local
430   // dependency won't be found then return nonLocal counting that the
431   // user will call getNonLocalPointerDependency, which will return cached
432   // result.
433   NonLocalDefsCache.try_emplace(
434       LI, NonLocalDepResult(ClosestDependency->getParent(),
435                             MemDepResult::getDef(ClosestDependency), nullptr));
436   ReverseNonLocalDefsCache[ClosestDependency].insert(LI);
437   return MemDepResult::getNonLocal();
438 }
439
440 MemDepResult MemoryDependenceResults::getSimplePointerDependencyFrom(
441     const MemoryLocation &MemLoc, bool isLoad, BasicBlock::iterator ScanIt,
442     BasicBlock *BB, Instruction *QueryInst, unsigned *Limit,
443     OrderedBasicBlock *OBB) {
444   bool isInvariantLoad = false;
445
446   unsigned DefaultLimit = BlockScanLimit;
447   if (!Limit)
448     Limit = &DefaultLimit;
449
450   // We must be careful with atomic accesses, as they may allow another thread
451   //   to touch this location, clobbering it. We are conservative: if the
452   //   QueryInst is not a simple (non-atomic) memory access, we automatically
453   //   return getClobber.
454   // If it is simple, we know based on the results of
455   // "Compiler testing via a theory of sound optimisations in the C11/C++11
456   //   memory model" in PLDI 2013, that a non-atomic location can only be
457   //   clobbered between a pair of a release and an acquire action, with no
458   //   access to the location in between.
459   // Here is an example for giving the general intuition behind this rule.
460   // In the following code:
461   //   store x 0;
462   //   release action; [1]
463   //   acquire action; [4]
464   //   %val = load x;
465   // It is unsafe to replace %val by 0 because another thread may be running:
466   //   acquire action; [2]
467   //   store x 42;
468   //   release action; [3]
469   // with synchronization from 1 to 2 and from 3 to 4, resulting in %val
470   // being 42. A key property of this program however is that if either
471   // 1 or 4 were missing, there would be a race between the store of 42
472   // either the store of 0 or the load (making the whole program racy).
473   // The paper mentioned above shows that the same property is respected
474   // by every program that can detect any optimization of that kind: either
475   // it is racy (undefined) or there is a release followed by an acquire
476   // between the pair of accesses under consideration.
477
478   // If the load is invariant, we "know" that it doesn't alias *any* write. We
479   // do want to respect mustalias results since defs are useful for value
480   // forwarding, but any mayalias write can be assumed to be noalias.
481   // Arguably, this logic should be pushed inside AliasAnalysis itself.
482   if (isLoad && QueryInst) {
483     LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(QueryInst);
484     if (LI && LI->getMetadata(LLVMContext::MD_invariant_load) != nullptr)
485       isInvariantLoad = true;
486   }
487
488   const DataLayout &DL = BB->getModule()->getDataLayout();
489
490   // If the caller did not provide an ordered basic block,
491   // create one to lazily compute and cache instruction
492   // positions inside a BB. This is used to provide fast queries for relative
493   // position between two instructions in a BB and can be used by
494   // AliasAnalysis::callCapturesBefore.
495   OrderedBasicBlock OBBTmp(BB);
496   if (!OBB)
497     OBB = &OBBTmp;
498
499   // Return "true" if and only if the instruction I is either a non-simple
500   // load or a non-simple store.
501   auto isNonSimpleLoadOrStore = [](Instruction *I) -> bool {
502     if (auto *LI = dyn_cast<LoadInst>(I))
503       return !LI->isSimple();
504     if (auto *SI = dyn_cast<StoreInst>(I))
505       return !SI->isSimple();
506     return false;
507   };
508
509   // Return "true" if I is not a load and not a store, but it does access
510   // memory.
511   auto isOtherMemAccess = [](Instruction *I) -> bool {
512     return !isa<LoadInst>(I) && !isa<StoreInst>(I) && I->mayReadOrWriteMemory();
513   };
514
515   // Walk backwards through the basic block, looking for dependencies.
516   while (ScanIt != BB->begin()) {
517     Instruction *Inst = &*--ScanIt;
518
519     if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(Inst))
520       // Debug intrinsics don't (and can't) cause dependencies.
521       if (isa<DbgInfoIntrinsic>(II))
522         continue;
523
524     // Limit the amount of scanning we do so we don't end up with quadratic
525     // running time on extreme testcases.
526     --*Limit;
527     if (!*Limit)
528       return MemDepResult::getUnknown();
529
530     if (IntrinsicInst *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(Inst)) {
531       // If we reach a lifetime begin or end marker, then the query ends here
532       // because the value is undefined.
533       if (II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start) {
534         // FIXME: This only considers queries directly on the invariant-tagged
535         // pointer, not on query pointers that are indexed off of them.  It'd
536         // be nice to handle that at some point (the right approach is to use
537         // GetPointerBaseWithConstantOffset).
538         if (AA.isMustAlias(MemoryLocation(II->getArgOperand(1)), MemLoc))
539           return MemDepResult::getDef(II);
540         continue;
541       }
542     }
543
544     // Values depend on loads if the pointers are must aliased.  This means
545     // that a load depends on another must aliased load from the same value.
546     // One exception is atomic loads: a value can depend on an atomic load that
547     // it does not alias with when this atomic load indicates that another
548     // thread may be accessing the location.
549     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(Inst)) {
550       // While volatile access cannot be eliminated, they do not have to clobber
551       // non-aliasing locations, as normal accesses, for example, can be safely
552       // reordered with volatile accesses.
553       if (LI->isVolatile()) {
554         if (!QueryInst)
555           // Original QueryInst *may* be volatile
556           return MemDepResult::getClobber(LI);
557         if (isVolatile(QueryInst))
558           // Ordering required if QueryInst is itself volatile
559           return MemDepResult::getClobber(LI);
560         // Otherwise, volatile doesn't imply any special ordering
561       }
562
563       // Atomic loads have complications involved.
564       // A Monotonic (or higher) load is OK if the query inst is itself not
565       // atomic.
566       // FIXME: This is overly conservative.
567       if (LI->isAtomic() && isStrongerThanUnordered(LI->getOrdering())) {
568         if (!QueryInst || isNonSimpleLoadOrStore(QueryInst) ||
569             isOtherMemAccess(QueryInst))
570           return MemDepResult::getClobber(LI);
571         if (LI->getOrdering() != AtomicOrdering::Monotonic)
572           return MemDepResult::getClobber(LI);
573       }
574
575       MemoryLocation LoadLoc = MemoryLocation::get(LI);
576
577       // If we found a pointer, check if it could be the same as our pointer.
578       AliasResult R = AA.alias(LoadLoc, MemLoc);
579
580       if (isLoad) {
581         if (R == NoAlias)
582           continue;
583
584         // Must aliased loads are defs of each other.
585         if (R == MustAlias)
586           return MemDepResult::getDef(Inst);
587
588 #if 0 // FIXME: Temporarily disabled. GVN is cleverly rewriting loads
589       // in terms of clobbering loads, but since it does this by looking
590       // at the clobbering load directly, it doesn't know about any
591       // phi translation that may have happened along the way.
592
593         // If we have a partial alias, then return this as a clobber for the
594         // client to handle.
595         if (R == PartialAlias)
596           return MemDepResult::getClobber(Inst);
597 #endif
598
599         // Random may-alias loads don't depend on each other without a
600         // dependence.
601         continue;
602       }
603
604       // Stores don't depend on other no-aliased accesses.
605       if (R == NoAlias)
606         continue;
607
608       // Stores don't alias loads from read-only memory.
609       if (AA.pointsToConstantMemory(LoadLoc))
610         continue;
611
612       // Stores depend on may/must aliased loads.
613       return MemDepResult::getDef(Inst);
614     }
615
616     if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Inst)) {
617       // Atomic stores have complications involved.
618       // A Monotonic store is OK if the query inst is itself not atomic.
619       // FIXME: This is overly conservative.
620       if (!SI->isUnordered() && SI->isAtomic()) {
621         if (!QueryInst || isNonSimpleLoadOrStore(QueryInst) ||
622             isOtherMemAccess(QueryInst))
623           return MemDepResult::getClobber(SI);
624         if (SI->getOrdering() != AtomicOrdering::Monotonic)
625           return MemDepResult::getClobber(SI);
626       }
627
628       // FIXME: this is overly conservative.
629       // While volatile access cannot be eliminated, they do not have to clobber
630       // non-aliasing locations, as normal accesses can for example be reordered
631       // with volatile accesses.
632       if (SI->isVolatile())
633         if (!QueryInst || isNonSimpleLoadOrStore(QueryInst) ||
634             isOtherMemAccess(QueryInst))
635           return MemDepResult::getClobber(SI);
636
637       // If alias analysis can tell that this store is guaranteed to not modify
638       // the query pointer, ignore it.  Use getModRefInfo to handle cases where
639       // the query pointer points to constant memory etc.
640       if (!isModOrRefSet(AA.getModRefInfo(SI, MemLoc)))
641         continue;
642
643       // Ok, this store might clobber the query pointer.  Check to see if it is
644       // a must alias: in this case, we want to return this as a def.
645       // FIXME: Use ModRefInfo::Must bit from getModRefInfo call above.
646       MemoryLocation StoreLoc = MemoryLocation::get(SI);
647
648       // If we found a pointer, check if it could be the same as our pointer.
649       AliasResult R = AA.alias(StoreLoc, MemLoc);
650
651       if (R == NoAlias)
652         continue;
653       if (R == MustAlias)
654         return MemDepResult::getDef(Inst);
655       if (isInvariantLoad)
656         continue;
657       return MemDepResult::getClobber(Inst);
658     }
659
660     // If this is an allocation, and if we know that the accessed pointer is to
661     // the allocation, return Def.  This means that there is no dependence and
662     // the access can be optimized based on that.  For example, a load could
663     // turn into undef.  Note that we can bypass the allocation itself when
664     // looking for a clobber in many cases; that's an alias property and is
665     // handled by BasicAA.
666     if (isa<AllocaInst>(Inst) || isNoAliasFn(Inst, &TLI)) {
667       const Value *AccessPtr = GetUnderlyingObject(MemLoc.Ptr, DL);
668       if (AccessPtr == Inst || AA.isMustAlias(Inst, AccessPtr))
669         return MemDepResult::getDef(Inst);
670     }
671
672     if (isInvariantLoad)
673       continue;
674
675     // A release fence requires that all stores complete before it, but does
676     // not prevent the reordering of following loads or stores 'before' the
677     // fence.  As a result, we look past it when finding a dependency for
678     // loads.  DSE uses this to find preceding stores to delete and thus we
679     // can't bypass the fence if the query instruction is a store.
680     if (FenceInst *FI = dyn_cast<FenceInst>(Inst))
681       if (isLoad && FI->getOrdering() == AtomicOrdering::Release)
682         continue;
683
684     // See if this instruction (e.g. a call or vaarg) mod/ref's the pointer.
685     ModRefInfo MR = AA.getModRefInfo(Inst, MemLoc);
686     // If necessary, perform additional analysis.
687     if (isModAndRefSet(MR))
688       MR = AA.callCapturesBefore(Inst, MemLoc, &DT, OBB);
689     switch (clearMust(MR)) {
690     case ModRefInfo::NoModRef:
691       // If the call has no effect on the queried pointer, just ignore it.
692       continue;
693     case ModRefInfo::Mod:
694       return MemDepResult::getClobber(Inst);
695     case ModRefInfo::Ref:
696       // If the call is known to never store to the pointer, and if this is a
697       // load query, we can safely ignore it (scan past it).
698       if (isLoad)
699         continue;
700       LLVM_FALLTHROUGH;
701     default:
702       // Otherwise, there is a potential dependence.  Return a clobber.
703       return MemDepResult::getClobber(Inst);
704     }
705   }
706
707   // No dependence found.  If this is the entry block of the function, it is
708   // unknown, otherwise it is non-local.
709   if (BB != &BB->getParent()->getEntryBlock())
710     return MemDepResult::getNonLocal();
711   return MemDepResult::getNonFuncLocal();
712 }
713
714 MemDepResult MemoryDependenceResults::getDependency(Instruction *QueryInst,
715                                                     OrderedBasicBlock *OBB) {
716   Instruction *ScanPos = QueryInst;
717
718   // Check for a cached result
719   MemDepResult &LocalCache = LocalDeps[QueryInst];
720
721   // If the cached entry is non-dirty, just return it.  Note that this depends
722   // on MemDepResult's default constructing to 'dirty'.
723   if (!LocalCache.isDirty())
724     return LocalCache;
725
726   // Otherwise, if we have a dirty entry, we know we can start the scan at that
727   // instruction, which may save us some work.
728   if (Instruction *Inst = LocalCache.getInst()) {
729     ScanPos = Inst;
730
731     RemoveFromReverseMap(ReverseLocalDeps, Inst, QueryInst);
732   }
733
734   BasicBlock *QueryParent = QueryInst->getParent();
735
736   // Do the scan.
737   if (BasicBlock::iterator(QueryInst) == QueryParent->begin()) {
738     // No dependence found. If this is the entry block of the function, it is
739     // unknown, otherwise it is non-local.
740     if (QueryParent != &QueryParent->getParent()->getEntryBlock())
741       LocalCache = MemDepResult::getNonLocal();
742     else
743       LocalCache = MemDepResult::getNonFuncLocal();
744   } else {
745     MemoryLocation MemLoc;
746     ModRefInfo MR = GetLocation(QueryInst, MemLoc, TLI);
747     if (MemLoc.Ptr) {
748       // If we can do a pointer scan, make it happen.
749       bool isLoad = !isModSet(MR);
750       if (auto *II = dyn_cast<IntrinsicInst>(QueryInst))
751         isLoad |= II->getIntrinsicID() == Intrinsic::lifetime_start;
752
753       LocalCache =
754           getPointerDependencyFrom(MemLoc, isLoad, ScanPos->getIterator(),
755                                    QueryParent, QueryInst, nullptr, OBB);
756     } else if (auto *QueryCall = dyn_cast<CallBase>(QueryInst)) {
757       bool isReadOnly = AA.onlyReadsMemory(QueryCall);
758       LocalCache = getCallDependencyFrom(QueryCall, isReadOnly,
759                                          ScanPos->getIterator(), QueryParent);
760     } else
761       // Non-memory instruction.
762       LocalCache = MemDepResult::getUnknown();
763   }
764
765   // Remember the result!
766   if (Instruction *I = LocalCache.getInst())
767     ReverseLocalDeps[I].insert(QueryInst);
768
769   return LocalCache;
770 }
771
772 #ifndef NDEBUG
773 /// This method is used when -debug is specified to verify that cache arrays
774 /// are properly kept sorted.
775 static void AssertSorted(MemoryDependenceResults::NonLocalDepInfo &Cache,
776                          int Count = -1) {
777   if (Count == -1)
778     Count = Cache.size();
779   assert(std::is_sorted(Cache.begin(), Cache.begin() + Count) &&
780          "Cache isn't sorted!");
781 }
782 #endif
783
784 const MemoryDependenceResults::NonLocalDepInfo &
785 MemoryDependenceResults::getNonLocalCallDependency(CallBase *QueryCall) {
786   assert(getDependency(QueryCall).isNonLocal() &&
787          "getNonLocalCallDependency should only be used on calls with "
788          "non-local deps!");
789   PerInstNLInfo &CacheP = NonLocalDeps[QueryCall];
790   NonLocalDepInfo &Cache = CacheP.first;
791
792   // This is the set of blocks that need to be recomputed.  In the cached case,
793   // this can happen due to instructions being deleted etc. In the uncached
794   // case, this starts out as the set of predecessors we care about.
795   SmallVector<BasicBlock *, 32> DirtyBlocks;
796
797   if (!Cache.empty()) {
798     // Okay, we have a cache entry.  If we know it is not dirty, just return it
799     // with no computation.
800     if (!CacheP.second) {
801       ++NumCacheNonLocal;
802       return Cache;
803     }
804
805     // If we already have a partially computed set of results, scan them to
806     // determine what is dirty, seeding our initial DirtyBlocks worklist.
807     for (auto &Entry : Cache)
808       if (Entry.getResult().isDirty())
809         DirtyBlocks.push_back(Entry.getBB());
810
811     // Sort the cache so that we can do fast binary search lookups below.
812     llvm::sort(Cache);
813
814     ++NumCacheDirtyNonLocal;
815     // cerr << "CACHED CASE: " << DirtyBlocks.size() << " dirty: "
816     //     << Cache.size() << " cached: " << *QueryInst;
817   } else {
818     // Seed DirtyBlocks with each of the preds of QueryInst's block.
819     BasicBlock *QueryBB = QueryCall->getParent();
820     for (BasicBlock *Pred : PredCache.get(QueryBB))
821       DirtyBlocks.push_back(Pred);
822     ++NumUncacheNonLocal;
823   }
824
825   // isReadonlyCall - If this is a read-only call, we can be more aggressive.
826   bool isReadonlyCall = AA.onlyReadsMemory(QueryCall);
827
828   SmallPtrSet<BasicBlock *, 32> Visited;
829
830   unsigned NumSortedEntries = Cache.size();
831   LLVM_DEBUG(AssertSorted(Cache));
832
833   // Iterate while we still have blocks to update.
834   while (!DirtyBlocks.empty()) {
835     BasicBlock *DirtyBB = DirtyBlocks.back();
836     DirtyBlocks.pop_back();
837
838     // Already processed this block?
839     if (!Visited.insert(DirtyBB).second)
840       continue;
841
842     // Do a binary search to see if we already have an entry for this block in
843     // the cache set.  If so, find it.
844     LLVM_DEBUG(AssertSorted(Cache, NumSortedEntries));
845     NonLocalDepInfo::iterator Entry =
846         std::upper_bound(Cache.begin(), Cache.begin() + NumSortedEntries,
847                          NonLocalDepEntry(DirtyBB));
848     if (Entry != Cache.begin() && std::prev(Entry)->getBB() == DirtyBB)
849       --Entry;
850
851     NonLocalDepEntry *ExistingResult = nullptr;
852     if (Entry != Cache.begin() + NumSortedEntries &&
853         Entry->getBB() == DirtyBB) {
854       // If we already have an entry, and if it isn't already dirty, the block
855       // is done.
856       if (!Entry->getResult().isDirty())
857         continue;
858
859       // Otherwise, remember this slot so we can update the value.
860       ExistingResult = &*Entry;
861     }
862
863     // If the dirty entry has a pointer, start scanning from it so we don't have
864     // to rescan the entire block.
865     BasicBlock::iterator ScanPos = DirtyBB->end();
866     if (ExistingResult) {
867       if (Instruction *Inst = ExistingResult->getResult().getInst()) {
868         ScanPos = Inst->getIterator();
869         // We're removing QueryInst's use of Inst.
870         RemoveFromReverseMap<Instruction *>(ReverseNonLocalDeps, Inst,
871                                             QueryCall);
872       }
873     }
874
875     // Find out if this block has a local dependency for QueryInst.
876     MemDepResult Dep;
877
878     if (ScanPos != DirtyBB->begin()) {
879       Dep = getCallDependencyFrom(QueryCall, isReadonlyCall, ScanPos, DirtyBB);
880     } else if (DirtyBB != &DirtyBB->getParent()->getEntryBlock()) {
881       // No dependence found.  If this is the entry block of the function, it is
882       // a clobber, otherwise it is unknown.
883       Dep = MemDepResult::getNonLocal();
884     } else {
885       Dep = MemDepResult::getNonFuncLocal();
886     }
887
888     // If we had a dirty entry for the block, update it.  Otherwise, just add
889     // a new entry.
890     if (ExistingResult)
891       ExistingResult->setResult(Dep);
892     else
893       Cache.push_back(NonLocalDepEntry(DirtyBB, Dep));
894
895     // If the block has a dependency (i.e. it isn't completely transparent to
896     // the value), remember the association!
897     if (!Dep.isNonLocal()) {
898       // Keep the ReverseNonLocalDeps map up to date so we can efficiently
899       // update this when we remove instructions.
900       if (Instruction *Inst = Dep.getInst())
901         ReverseNonLocalDeps[Inst].insert(QueryCall);
902     } else {
903
904       // If the block *is* completely transparent to the load, we need to check
905       // the predecessors of this block.  Add them to our worklist.
906       for (BasicBlock *Pred : PredCache.get(DirtyBB))
907         DirtyBlocks.push_back(Pred);
908     }
909   }
910
911   return Cache;
912 }
913
914 void MemoryDependenceResults::getNonLocalPointerDependency(
915     Instruction *QueryInst, SmallVectorImpl<NonLocalDepResult> &Result) {
916   const MemoryLocation Loc = MemoryLocation::get(QueryInst);
917   bool isLoad = isa<LoadInst>(QueryInst);
918   BasicBlock *FromBB = QueryInst->getParent();
919   assert(FromBB);
920
921   assert(Loc.Ptr->getType()->isPointerTy() &&
922          "Can't get pointer deps of a non-pointer!");
923   Result.clear();
924   {
925     // Check if there is cached Def with invariant.group.
926     auto NonLocalDefIt = NonLocalDefsCache.find(QueryInst);
927     if (NonLocalDefIt != NonLocalDefsCache.end()) {
928       Result.push_back(NonLocalDefIt->second);
929       ReverseNonLocalDefsCache[NonLocalDefIt->second.getResult().getInst()]
930           .erase(QueryInst);
931       NonLocalDefsCache.erase(NonLocalDefIt);
932       return;
933     }
934   }
935   // This routine does not expect to deal with volatile instructions.
936   // Doing so would require piping through the QueryInst all the way through.
937   // TODO: volatiles can't be elided, but they can be reordered with other
938   // non-volatile accesses.
939
940   // We currently give up on any instruction which is ordered, but we do handle
941   // atomic instructions which are unordered.
942   // TODO: Handle ordered instructions
943   auto isOrdered = [](Instruction *Inst) {
944     if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(Inst)) {
945       return !LI->isUnordered();
946     } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(Inst)) {
947       return !SI->isUnordered();
948     }
949     return false;
950   };
951   if (isVolatile(QueryInst) || isOrdered(QueryInst)) {
952     Result.push_back(NonLocalDepResult(FromBB, MemDepResult::getUnknown(),
953                                        const_cast<Value *>(Loc.Ptr)));
954     return;
955   }
956   const DataLayout &DL = FromBB->getModule()->getDataLayout();
957   PHITransAddr Address(const_cast<Value *>(Loc.Ptr), DL, &AC);
958
959   // This is the set of blocks we've inspected, and the pointer we consider in
960   // each block.  Because of critical edges, we currently bail out if querying
961   // a block with multiple different pointers.  This can happen during PHI
962   // translation.
963   DenseMap<BasicBlock *, Value *> Visited;
964   if (getNonLocalPointerDepFromBB(QueryInst, Address, Loc, isLoad, FromBB,
965                                    Result, Visited, true))
966     return;
967   Result.clear();
968   Result.push_back(NonLocalDepResult(FromBB, MemDepResult::getUnknown(),
969                                      const_cast<Value *>(Loc.Ptr)));
970 }
971
972 /// Compute the memdep value for BB with Pointer/PointeeSize using either
973 /// cached information in Cache or by doing a lookup (which may use dirty cache
974 /// info if available).
975 ///
976 /// If we do a lookup, add the result to the cache.
977 MemDepResult MemoryDependenceResults::GetNonLocalInfoForBlock(
978     Instruction *QueryInst, const MemoryLocation &Loc, bool isLoad,
979     BasicBlock *BB, NonLocalDepInfo *Cache, unsigned NumSortedEntries) {
980
981   // Do a binary search to see if we already have an entry for this block in
982   // the cache set.  If so, find it.
983   NonLocalDepInfo::iterator Entry = std::upper_bound(
984       Cache->begin(), Cache->begin() + NumSortedEntries, NonLocalDepEntry(BB));
985   if (Entry != Cache->begin() && (Entry - 1)->getBB() == BB)
986     --Entry;
987
988   NonLocalDepEntry *ExistingResult = nullptr;
989   if (Entry != Cache->begin() + NumSortedEntries && Entry->getBB() == BB)
990     ExistingResult = &*Entry;
991
992   // If we have a cached entry, and it is non-dirty, use it as the value for
993   // this dependency.
994   if (ExistingResult && !ExistingResult->getResult().isDirty()) {
995     ++NumCacheNonLocalPtr;
996     return ExistingResult->getResult();
997   }
998
999   // Otherwise, we have to scan for the value.  If we have a dirty cache
1000   // entry, start scanning from its position, otherwise we scan from the end
1001   // of the block.
1002   BasicBlock::iterator ScanPos = BB->end();
1003   if (ExistingResult && ExistingResult->getResult().getInst()) {
1004     assert(ExistingResult->getResult().getInst()->getParent() == BB &&
1005            "Instruction invalidated?");
1006     ++NumCacheDirtyNonLocalPtr;
1007     ScanPos = ExistingResult->getResult().getInst()->getIterator();
1008
1009     // Eliminating the dirty entry from 'Cache', so update the reverse info.
1010     ValueIsLoadPair CacheKey(Loc.Ptr, isLoad);
1011     RemoveFromReverseMap(ReverseNonLocalPtrDeps, &*ScanPos, CacheKey);
1012   } else {
1013     ++NumUncacheNonLocalPtr;
1014   }
1015
1016   // Scan the block for the dependency.
1017   MemDepResult Dep =
1018       getPointerDependencyFrom(Loc, isLoad, ScanPos, BB, QueryInst);
1019
1020   // If we had a dirty entry for the block, update it.  Otherwise, just add
1021   // a new entry.
1022   if (ExistingResult)
1023     ExistingResult->setResult(Dep);
1024   else
1025     Cache->push_back(NonLocalDepEntry(BB, Dep));
1026
1027   // If the block has a dependency (i.e. it isn't completely transparent to
1028   // the value), remember the reverse association because we just added it
1029   // to Cache!
1030   if (!Dep.isDef() && !Dep.isClobber())
1031     return Dep;
1032
1033   // Keep the ReverseNonLocalPtrDeps map up to date so we can efficiently
1034   // update MemDep when we remove instructions.
1035   Instruction *Inst = Dep.getInst();
1036   assert(Inst && "Didn't depend on anything?");
1037   ValueIsLoadPair CacheKey(Loc.Ptr, isLoad);
1038   ReverseNonLocalPtrDeps[Inst].insert(CacheKey);
1039   return Dep;
1040 }
1041
1042 /// Sort the NonLocalDepInfo cache, given a certain number of elements in the
1043 /// array that are already properly ordered.
1044 ///
1045 /// This is optimized for the case when only a few entries are added.
1046 static void
1047 SortNonLocalDepInfoCache(MemoryDependenceResults::NonLocalDepInfo &Cache,
1048                          unsigned NumSortedEntries) {
1049   switch (Cache.size() - NumSortedEntries) {
1050   case 0:
1051     // done, no new entries.
1052     break;
1053   case 2: {
1054     // Two new entries, insert the last one into place.
1055     NonLocalDepEntry Val = Cache.back();
1056     Cache.pop_back();
1057     MemoryDependenceResults::NonLocalDepInfo::iterator Entry =
1058         std::upper_bound(Cache.begin(), Cache.end() - 1, Val);
1059     Cache.insert(Entry, Val);
1060     LLVM_FALLTHROUGH;
1061   }
1062   case 1:
1063     // One new entry, Just insert the new value at the appropriate position.
1064     if (Cache.size() != 1) {
1065       NonLocalDepEntry Val = Cache.back();
1066       Cache.pop_back();
1067       MemoryDependenceResults::NonLocalDepInfo::iterator Entry =
1068           std::upper_bound(Cache.begin(), Cache.end(), Val);
1069       Cache.insert(Entry, Val);
1070     }
1071     break;
1072   default:
1073     // Added many values, do a full scale sort.
1074     llvm::sort(Cache);
1075     break;
1076   }
1077 }
1078
1079 /// Perform a dependency query based on pointer/pointeesize starting at the end
1080 /// of StartBB.
1081 ///
1082 /// Add any clobber/def results to the results vector and keep track of which
1083 /// blocks are visited in 'Visited'.
1084 ///
1085 /// This has special behavior for the first block queries (when SkipFirstBlock
1086 /// is true).  In this special case, it ignores the contents of the specified
1087 /// block and starts returning dependence info for its predecessors.
1088 ///
1089 /// This function returns true on success, or false to indicate that it could
1090 /// not compute dependence information for some reason.  This should be treated
1091 /// as a clobber dependence on the first instruction in the predecessor block.
1092 bool MemoryDependenceResults::getNonLocalPointerDepFromBB(
1093     Instruction *QueryInst, const PHITransAddr &Pointer,
1094     const MemoryLocation &Loc, bool isLoad, BasicBlock *StartBB,
1095     SmallVectorImpl<NonLocalDepResult> &Result,
1096     DenseMap<BasicBlock *, Value *> &Visited, bool SkipFirstBlock) {
1097   // Look up the cached info for Pointer.
1098   ValueIsLoadPair CacheKey(Pointer.getAddr(), isLoad);
1099
1100   // Set up a temporary NLPI value. If the map doesn't yet have an entry for
1101   // CacheKey, this value will be inserted as the associated value. Otherwise,
1102   // it'll be ignored, and we'll have to check to see if the cached size and
1103   // aa tags are consistent with the current query.
1104   NonLocalPointerInfo InitialNLPI;
1105   InitialNLPI.Size = Loc.Size;
1106   InitialNLPI.AATags = Loc.AATags;
1107
1108   // Get the NLPI for CacheKey, inserting one into the map if it doesn't
1109   // already have one.
1110   std::pair<CachedNonLocalPointerInfo::iterator, bool> Pair =
1111       NonLocalPointerDeps.insert(std::make_pair(CacheKey, InitialNLPI));
1112   NonLocalPointerInfo *CacheInfo = &Pair.first->second;
1113
1114   // If we already have a cache entry for this CacheKey, we may need to do some
1115   // work to reconcile the cache entry and the current query.
1116   if (!Pair.second) {
1117     if (CacheInfo->Size != Loc.Size) {
1118       bool ThrowOutEverything;
1119       if (CacheInfo->Size.hasValue() && Loc.Size.hasValue()) {
1120         // FIXME: We may be able to do better in the face of results with mixed
1121         // precision. We don't appear to get them in practice, though, so just
1122         // be conservative.
1123         ThrowOutEverything =
1124             CacheInfo->Size.isPrecise() != Loc.Size.isPrecise() ||
1125             CacheInfo->Size.getValue() < Loc.Size.getValue();
1126       } else {
1127         // For our purposes, unknown size > all others.
1128         ThrowOutEverything = !Loc.Size.hasValue();
1129       }
1130
1131       if (ThrowOutEverything) {
1132         // The query's Size is greater than the cached one. Throw out the
1133         // cached data and proceed with the query at the greater size.
1134         CacheInfo->Pair = BBSkipFirstBlockPair();
1135         CacheInfo->Size = Loc.Size;
1136         for (auto &Entry : CacheInfo->NonLocalDeps)
1137           if (Instruction *Inst = Entry.getResult().getInst())
1138             RemoveFromReverseMap(ReverseNonLocalPtrDeps, Inst, CacheKey);
1139         CacheInfo->NonLocalDeps.clear();
1140       } else {
1141         // This query's Size is less than the cached one. Conservatively restart
1142         // the query using the greater size.
1143         return getNonLocalPointerDepFromBB(
1144             QueryInst, Pointer, Loc.getWithNewSize(CacheInfo->Size), isLoad,
1145             StartBB, Result, Visited, SkipFirstBlock);
1146       }
1147     }
1148
1149     // If the query's AATags are inconsistent with the cached one,
1150     // conservatively throw out the cached data and restart the query with
1151     // no tag if needed.
1152     if (CacheInfo->AATags != Loc.AATags) {
1153       if (CacheInfo->AATags) {
1154         CacheInfo->Pair = BBSkipFirstBlockPair();
1155         CacheInfo->AATags = AAMDNodes();
1156         for (auto &Entry : CacheInfo->NonLocalDeps)
1157           if (Instruction *Inst = Entry.getResult().getInst())
1158             RemoveFromReverseMap(ReverseNonLocalPtrDeps, Inst, CacheKey);
1159         CacheInfo->NonLocalDeps.clear();
1160       }
1161       if (Loc.AATags)
1162         return getNonLocalPointerDepFromBB(
1163             QueryInst, Pointer, Loc.getWithoutAATags(), isLoad, StartBB, Result,
1164             Visited, SkipFirstBlock);
1165     }
1166   }
1167
1168   NonLocalDepInfo *Cache = &CacheInfo->NonLocalDeps;
1169
1170   // If we have valid cached information for exactly the block we are
1171   // investigating, just return it with no recomputation.
1172   if (CacheInfo->Pair == BBSkipFirstBlockPair(StartBB, SkipFirstBlock)) {
1173     // We have a fully cached result for this query then we can just return the
1174     // cached results and populate the visited set.  However, we have to verify
1175     // that we don't already have conflicting results for these blocks.  Check
1176     // to ensure that if a block in the results set is in the visited set that
1177     // it was for the same pointer query.
1178     if (!Visited.empty()) {
1179       for (auto &Entry : *Cache) {
1180         DenseMap<BasicBlock *, Value *>::iterator VI =
1181             Visited.find(Entry.getBB());
1182         if (VI == Visited.end() || VI->second == Pointer.getAddr())
1183           continue;
1184
1185         // We have a pointer mismatch in a block.  Just return false, saying
1186         // that something was clobbered in this result.  We could also do a
1187         // non-fully cached query, but there is little point in doing this.
1188         return false;
1189       }
1190     }
1191
1192     Value *Addr = Pointer.getAddr();
1193     for (auto &Entry : *Cache) {
1194       Visited.insert(std::make_pair(Entry.getBB(), Addr));
1195       if (Entry.getResult().isNonLocal()) {
1196         continue;
1197       }
1198
1199       if (DT.isReachableFromEntry(Entry.getBB())) {
1200         Result.push_back(
1201             NonLocalDepResult(Entry.getBB(), Entry.getResult(), Addr));
1202       }
1203     }
1204     ++NumCacheCompleteNonLocalPtr;
1205     return true;
1206   }
1207
1208   // Otherwise, either this is a new block, a block with an invalid cache
1209   // pointer or one that we're about to invalidate by putting more info into it
1210   // than its valid cache info.  If empty, the result will be valid cache info,
1211   // otherwise it isn't.
1212   if (Cache->empty())
1213     CacheInfo->Pair = BBSkipFirstBlockPair(StartBB, SkipFirstBlock);
1214   else
1215     CacheInfo->Pair = BBSkipFirstBlockPair();
1216
1217   SmallVector<BasicBlock *, 32> Worklist;
1218   Worklist.push_back(StartBB);
1219
1220   // PredList used inside loop.
1221   SmallVector<std::pair<BasicBlock *, PHITransAddr>, 16> PredList;
1222
1223   // Keep track of the entries that we know are sorted.  Previously cached
1224   // entries will all be sorted.  The entries we add we only sort on demand (we
1225   // don't insert every element into its sorted position).  We know that we
1226   // won't get any reuse from currently inserted values, because we don't
1227   // revisit blocks after we insert info for them.
1228   unsigned NumSortedEntries = Cache->size();
1229   unsigned WorklistEntries = BlockNumberLimit;
1230   bool GotWorklistLimit = false;
1231   LLVM_DEBUG(AssertSorted(*Cache));
1232
1233   while (!Worklist.empty()) {
1234     BasicBlock *BB = Worklist.pop_back_val();
1235
1236     // If we do process a large number of blocks it becomes very expensive and
1237     // likely it isn't worth worrying about
1238     if (Result.size() > NumResultsLimit) {
1239       Worklist.clear();
1240       // Sort it now (if needed) so that recursive invocations of
1241       // getNonLocalPointerDepFromBB and other routines that could reuse the
1242       // cache value will only see properly sorted cache arrays.
1243       if (Cache && NumSortedEntries != Cache->size()) {
1244         SortNonLocalDepInfoCache(*Cache, NumSortedEntries);
1245       }
1246       // Since we bail out, the "Cache" set won't contain all of the
1247       // results for the query.  This is ok (we can still use it to accelerate
1248       // specific block queries) but we can't do the fastpath "return all
1249       // results from the set".  Clear out the indicator for this.
1250       CacheInfo->Pair = BBSkipFirstBlockPair();
1251       return false;
1252     }
1253
1254     // Skip the first block if we have it.
1255     if (!SkipFirstBlock) {
1256       // Analyze the dependency of *Pointer in FromBB.  See if we already have
1257       // been here.
1258       assert(Visited.count(BB) && "Should check 'visited' before adding to WL");
1259
1260       // Get the dependency info for Pointer in BB.  If we have cached
1261       // information, we will use it, otherwise we compute it.
1262       LLVM_DEBUG(AssertSorted(*Cache, NumSortedEntries));
1263       MemDepResult Dep = GetNonLocalInfoForBlock(QueryInst, Loc, isLoad, BB,
1264                                                  Cache, NumSortedEntries);
1265
1266       // If we got a Def or Clobber, add this to the list of results.
1267       if (!Dep.isNonLocal()) {
1268         if (DT.isReachableFromEntry(BB)) {
1269           Result.push_back(NonLocalDepResult(BB, Dep, Pointer.getAddr()));
1270           continue;
1271         }
1272       }
1273     }
1274
1275     // If 'Pointer' is an instruction defined in this block, then we need to do
1276     // phi translation to change it into a value live in the predecessor block.
1277     // If not, we just add the predecessors to the worklist and scan them with
1278     // the same Pointer.
1279     if (!Pointer.NeedsPHITranslationFromBlock(BB)) {
1280       SkipFirstBlock = false;
1281       SmallVector<BasicBlock *, 16> NewBlocks;
1282       for (BasicBlock *Pred : PredCache.get(BB)) {
1283         // Verify that we haven't looked at this block yet.
1284         std::pair<DenseMap<BasicBlock *, Value *>::iterator, bool> InsertRes =
1285             Visited.insert(std::make_pair(Pred, Pointer.getAddr()));
1286         if (InsertRes.second) {
1287           // First time we've looked at *PI.
1288           NewBlocks.push_back(Pred);
1289           continue;
1290         }
1291
1292         // If we have seen this block before, but it was with a different
1293         // pointer then we have a phi translation failure and we have to treat
1294         // this as a clobber.
1295         if (InsertRes.first->second != Pointer.getAddr()) {
1296           // Make sure to clean up the Visited map before continuing on to
1297           // PredTranslationFailure.
1298           for (unsigned i = 0; i < NewBlocks.size(); i++)
1299             Visited.erase(NewBlocks[i]);
1300           goto PredTranslationFailure;
1301         }
1302       }
1303       if (NewBlocks.size() > WorklistEntries) {
1304         // Make sure to clean up the Visited map before continuing on to
1305         // PredTranslationFailure.
1306         for (unsigned i = 0; i < NewBlocks.size(); i++)
1307           Visited.erase(NewBlocks[i]);
1308         GotWorklistLimit = true;
1309         goto PredTranslationFailure;
1310       }
1311       WorklistEntries -= NewBlocks.size();
1312       Worklist.append(NewBlocks.begin(), NewBlocks.end());
1313       continue;
1314     }
1315
1316     // We do need to do phi translation, if we know ahead of time we can't phi
1317     // translate this value, don't even try.
1318     if (!Pointer.IsPotentiallyPHITranslatable())
1319       goto PredTranslationFailure;
1320
1321     // We may have added values to the cache list before this PHI translation.
1322     // If so, we haven't done anything to ensure that the cache remains sorted.
1323     // Sort it now (if needed) so that recursive invocations of
1324     // getNonLocalPointerDepFromBB and other routines that could reuse the cache
1325     // value will only see properly sorted cache arrays.
1326     if (Cache && NumSortedEntries != Cache->size()) {
1327       SortNonLocalDepInfoCache(*Cache, NumSortedEntries);
1328       NumSortedEntries = Cache->size();
1329     }
1330     Cache = nullptr;
1331
1332     PredList.clear();
1333     for (BasicBlock *Pred : PredCache.get(BB)) {
1334       PredList.push_back(std::make_pair(Pred, Pointer));
1335
1336       // Get the PHI translated pointer in this predecessor.  This can fail if
1337       // not translatable, in which case the getAddr() returns null.
1338       PHITransAddr &PredPointer = PredList.back().second;
1339       PredPointer.PHITranslateValue(BB, Pred, &DT, /*MustDominate=*/false);
1340       Value *PredPtrVal = PredPointer.getAddr();
1341
1342       // Check to see if we have already visited this pred block with another
1343       // pointer.  If so, we can't do this lookup.  This failure can occur
1344       // with PHI translation when a critical edge exists and the PHI node in
1345       // the successor translates to a pointer value different than the
1346       // pointer the block was first analyzed with.
1347       std::pair<DenseMap<BasicBlock *, Value *>::iterator, bool> InsertRes =
1348           Visited.insert(std::make_pair(Pred, PredPtrVal));
1349
1350       if (!InsertRes.second) {
1351         // We found the pred; take it off the list of preds to visit.
1352         PredList.pop_back();
1353
1354         // If the predecessor was visited with PredPtr, then we already did
1355         // the analysis and can ignore it.
1356         if (InsertRes.first->second == PredPtrVal)
1357           continue;
1358
1359         // Otherwise, the block was previously analyzed with a different
1360         // pointer.  We can't represent the result of this case, so we just
1361         // treat this as a phi translation failure.
1362
1363         // Make sure to clean up the Visited map before continuing on to
1364         // PredTranslationFailure.
1365         for (unsigned i = 0, n = PredList.size(); i < n; ++i)
1366           Visited.erase(PredList[i].first);
1367
1368         goto PredTranslationFailure;
1369       }
1370     }
1371
1372     // Actually process results here; this need to be a separate loop to avoid
1373     // calling getNonLocalPointerDepFromBB for blocks we don't want to return
1374     // any results for.  (getNonLocalPointerDepFromBB will modify our
1375     // datastructures in ways the code after the PredTranslationFailure label
1376     // doesn't expect.)
1377     for (unsigned i = 0, n = PredList.size(); i < n; ++i) {
1378       BasicBlock *Pred = PredList[i].first;
1379       PHITransAddr &PredPointer = PredList[i].second;
1380       Value *PredPtrVal = PredPointer.getAddr();
1381
1382       bool CanTranslate = true;
1383       // If PHI translation was unable to find an available pointer in this
1384       // predecessor, then we have to assume that the pointer is clobbered in
1385       // that predecessor.  We can still do PRE of the load, which would insert
1386       // a computation of the pointer in this predecessor.
1387       if (!PredPtrVal)
1388         CanTranslate = false;
1389
1390       // FIXME: it is entirely possible that PHI translating will end up with
1391       // the same value.  Consider PHI translating something like:
1392       // X = phi [x, bb1], [y, bb2].  PHI translating for bb1 doesn't *need*
1393       // to recurse here, pedantically speaking.
1394
1395       // If getNonLocalPointerDepFromBB fails here, that means the cached
1396       // result conflicted with the Visited list; we have to conservatively
1397       // assume it is unknown, but this also does not block PRE of the load.
1398       if (!CanTranslate ||
1399           !getNonLocalPointerDepFromBB(QueryInst, PredPointer,
1400                                       Loc.getWithNewPtr(PredPtrVal), isLoad,
1401                                       Pred, Result, Visited)) {
1402         // Add the entry to the Result list.
1403         NonLocalDepResult Entry(Pred, MemDepResult::getUnknown(), PredPtrVal);
1404         Result.push_back(Entry);
1405
1406         // Since we had a phi translation failure, the cache for CacheKey won't
1407         // include all of the entries that we need to immediately satisfy future
1408         // queries.  Mark this in NonLocalPointerDeps by setting the
1409         // BBSkipFirstBlockPair pointer to null.  This requires reuse of the
1410         // cached value to do more work but not miss the phi trans failure.
1411         NonLocalPointerInfo &NLPI = NonLocalPointerDeps[CacheKey];
1412         NLPI.Pair = BBSkipFirstBlockPair();
1413         continue;
1414       }
1415     }
1416
1417     // Refresh the CacheInfo/Cache pointer so that it isn't invalidated.
1418     CacheInfo = &NonLocalPointerDeps[CacheKey];
1419     Cache = &CacheInfo->NonLocalDeps;
1420     NumSortedEntries = Cache->size();
1421
1422     // Since we did phi translation, the "Cache" set won't contain all of the
1423     // results for the query.  This is ok (we can still use it to accelerate
1424     // specific block queries) but we can't do the fastpath "return all
1425     // results from the set"  Clear out the indicator for this.
1426     CacheInfo->Pair = BBSkipFirstBlockPair();
1427     SkipFirstBlock = false;
1428     continue;
1429
1430   PredTranslationFailure:
1431     // The following code is "failure"; we can't produce a sane translation
1432     // for the given block.  It assumes that we haven't modified any of
1433     // our datastructures while processing the current block.
1434
1435     if (!Cache) {
1436       // Refresh the CacheInfo/Cache pointer if it got invalidated.
1437       CacheInfo = &NonLocalPointerDeps[CacheKey];
1438       Cache = &CacheInfo->NonLocalDeps;
1439       NumSortedEntries = Cache->size();
1440     }
1441
1442     // Since we failed phi translation, the "Cache" set won't contain all of the
1443     // results for the query.  This is ok (we can still use it to accelerate
1444     // specific block queries) but we can't do the fastpath "return all
1445     // results from the set".  Clear out the indicator for this.
1446     CacheInfo->Pair = BBSkipFirstBlockPair();
1447
1448     // If *nothing* works, mark the pointer as unknown.
1449     //
1450     // If this is the magic first block, return this as a clobber of the whole
1451     // incoming value.  Since we can't phi translate to one of the predecessors,
1452     // we have to bail out.
1453     if (SkipFirstBlock)
1454       return false;
1455
1456     bool foundBlock = false;
1457     for (NonLocalDepEntry &I : llvm::reverse(*Cache)) {
1458       if (I.getBB() != BB)
1459         continue;
1460
1461       assert((GotWorklistLimit || I.getResult().isNonLocal() ||
1462               !DT.isReachableFromEntry(BB)) &&
1463              "Should only be here with transparent block");
1464       foundBlock = true;
1465       I.setResult(MemDepResult::getUnknown());
1466       Result.push_back(
1467           NonLocalDepResult(I.getBB(), I.getResult(), Pointer.getAddr()));
1468       break;
1469     }
1470     (void)foundBlock; (void)GotWorklistLimit;
1471     assert((foundBlock || GotWorklistLimit) && "Current block not in cache?");
1472   }
1473
1474   // Okay, we're done now.  If we added new values to the cache, re-sort it.
1475   SortNonLocalDepInfoCache(*Cache, NumSortedEntries);
1476   LLVM_DEBUG(AssertSorted(*Cache));
1477   return true;
1478 }
1479
1480 /// If P exists in CachedNonLocalPointerInfo or NonLocalDefsCache, remove it.
1481 void MemoryDependenceResults::RemoveCachedNonLocalPointerDependencies(
1482     ValueIsLoadPair P) {
1483
1484   // Most of the time this cache is empty.
1485   if (!NonLocalDefsCache.empty()) {
1486     auto it = NonLocalDefsCache.find(P.getPointer());
1487     if (it != NonLocalDefsCache.end()) {
1488       RemoveFromReverseMap(ReverseNonLocalDefsCache,
1489                            it->second.getResult().getInst(), P.getPointer());
1490       NonLocalDefsCache.erase(it);
1491     }
1492
1493     if (auto *I = dyn_cast<Instruction>(P.getPointer())) {
1494       auto toRemoveIt = ReverseNonLocalDefsCache.find(I);
1495       if (toRemoveIt != ReverseNonLocalDefsCache.end()) {
1496         for (const auto &entry : toRemoveIt->second)
1497           NonLocalDefsCache.erase(entry);
1498         ReverseNonLocalDefsCache.erase(toRemoveIt);
1499       }
1500     }
1501   }
1502
1503   CachedNonLocalPointerInfo::iterator It = NonLocalPointerDeps.find(P);
1504   if (It == NonLocalPointerDeps.end())
1505     return;
1506
1507   // Remove all of the entries in the BB->val map.  This involves removing
1508   // instructions from the reverse map.
1509   NonLocalDepInfo &PInfo = It->second.NonLocalDeps;
1510
1511   for (unsigned i = 0, e = PInfo.size(); i != e; ++i) {
1512     Instruction *Target = PInfo[i].getResult().getInst();
1513     if (!Target)
1514       continue; // Ignore non-local dep results.
1515     assert(Target->getParent() == PInfo[i].getBB());
1516
1517     // Eliminating the dirty entry from 'Cache', so update the reverse info.
1518     RemoveFromReverseMap(ReverseNonLocalPtrDeps, Target, P);
1519   }
1520
1521   // Remove P from NonLocalPointerDeps (which deletes NonLocalDepInfo).
1522   NonLocalPointerDeps.erase(It);
1523 }
1524
1525 void MemoryDependenceResults::invalidateCachedPointerInfo(Value *Ptr) {
1526   // If Ptr isn't really a pointer, just ignore it.
1527   if (!Ptr->getType()->isPointerTy())
1528     return;
1529   // Flush store info for the pointer.
1530   RemoveCachedNonLocalPointerDependencies(ValueIsLoadPair(Ptr, false));
1531   // Flush load info for the pointer.
1532   RemoveCachedNonLocalPointerDependencies(ValueIsLoadPair(Ptr, true));
1533   // Invalidate phis that use the pointer.
1534   PV.invalidateValue(Ptr);
1535 }
1536
1537 void MemoryDependenceResults::invalidateCachedPredecessors() {
1538   PredCache.clear();
1539 }
1540
1541 void MemoryDependenceResults::removeInstruction(Instruction *RemInst) {
1542   // Walk through the Non-local dependencies, removing this one as the value
1543   // for any cached queries.
1544   NonLocalDepMapType::iterator NLDI = NonLocalDeps.find(RemInst);
1545   if (NLDI != NonLocalDeps.end()) {
1546     NonLocalDepInfo &BlockMap = NLDI->second.first;
1547     for (auto &Entry : BlockMap)
1548       if (Instruction *Inst = Entry.getResult().getInst())
1549         RemoveFromReverseMap(ReverseNonLocalDeps, Inst, RemInst);
1550     NonLocalDeps.erase(NLDI);
1551   }
1552
1553   // If we have a cached local dependence query for this instruction, remove it.
1554   LocalDepMapType::iterator LocalDepEntry = LocalDeps.find(RemInst);
1555   if (LocalDepEntry != LocalDeps.end()) {
1556     // Remove us from DepInst's reverse set now that the local dep info is gone.
1557     if (Instruction *Inst = LocalDepEntry->second.getInst())
1558       RemoveFromReverseMap(ReverseLocalDeps, Inst, RemInst);
1559
1560     // Remove this local dependency info.
1561     LocalDeps.erase(LocalDepEntry);
1562   }
1563
1564   // If we have any cached pointer dependencies on this instruction, remove
1565   // them.  If the instruction has non-pointer type, then it can't be a pointer
1566   // base.
1567
1568   // Remove it from both the load info and the store info.  The instruction
1569   // can't be in either of these maps if it is non-pointer.
1570   if (RemInst->getType()->isPointerTy()) {
1571     RemoveCachedNonLocalPointerDependencies(ValueIsLoadPair(RemInst, false));
1572     RemoveCachedNonLocalPointerDependencies(ValueIsLoadPair(RemInst, true));
1573   }
1574
1575   // Loop over all of the things that depend on the instruction we're removing.
1576   SmallVector<std::pair<Instruction *, Instruction *>, 8> ReverseDepsToAdd;
1577
1578   // If we find RemInst as a clobber or Def in any of the maps for other values,
1579   // we need to replace its entry with a dirty version of the instruction after
1580   // it.  If RemInst is a terminator, we use a null dirty value.
1581   //
1582   // Using a dirty version of the instruction after RemInst saves having to scan
1583   // the entire block to get to this point.
1584   MemDepResult NewDirtyVal;
1585   if (!RemInst->isTerminator())
1586     NewDirtyVal = MemDepResult::getDirty(&*++RemInst->getIterator());
1587
1588   ReverseDepMapType::iterator ReverseDepIt = ReverseLocalDeps.find(RemInst);
1589   if (ReverseDepIt != ReverseLocalDeps.end()) {
1590     // RemInst can't be the terminator if it has local stuff depending on it.
1591     assert(!ReverseDepIt->second.empty() && !RemInst->isTerminator() &&
1592            "Nothing can locally depend on a terminator");
1593
1594     for (Instruction *InstDependingOnRemInst : ReverseDepIt->second) {
1595       assert(InstDependingOnRemInst != RemInst &&
1596              "Already removed our local dep info");
1597
1598       LocalDeps[InstDependingOnRemInst] = NewDirtyVal;
1599
1600       // Make sure to remember that new things depend on NewDepInst.
1601       assert(NewDirtyVal.getInst() &&
1602              "There is no way something else can have "
1603              "a local dep on this if it is a terminator!");
1604       ReverseDepsToAdd.push_back(
1605           std::make_pair(NewDirtyVal.getInst(), InstDependingOnRemInst));
1606     }
1607
1608     ReverseLocalDeps.erase(ReverseDepIt);
1609
1610     // Add new reverse deps after scanning the set, to avoid invalidating the
1611     // 'ReverseDeps' reference.
1612     while (!ReverseDepsToAdd.empty()) {
1613       ReverseLocalDeps[ReverseDepsToAdd.back().first].insert(
1614           ReverseDepsToAdd.back().second);
1615       ReverseDepsToAdd.pop_back();
1616     }
1617   }
1618
1619   ReverseDepIt = ReverseNonLocalDeps.find(RemInst);
1620   if (ReverseDepIt != ReverseNonLocalDeps.end()) {
1621     for (Instruction *I : ReverseDepIt->second) {
1622       assert(I != RemInst && "Already removed NonLocalDep info for RemInst");
1623
1624       PerInstNLInfo &INLD = NonLocalDeps[I];
1625       // The information is now dirty!
1626       INLD.second = true;
1627
1628       for (auto &Entry : INLD.first) {
1629         if (Entry.getResult().getInst() != RemInst)
1630           continue;
1631
1632         // Convert to a dirty entry for the subsequent instruction.
1633         Entry.setResult(NewDirtyVal);
1634
1635         if (Instruction *NextI = NewDirtyVal.getInst())
1636           ReverseDepsToAdd.push_back(std::make_pair(NextI, I));
1637       }
1638     }
1639
1640     ReverseNonLocalDeps.erase(ReverseDepIt);
1641
1642     // Add new reverse deps after scanning the set, to avoid invalidating 'Set'
1643     while (!ReverseDepsToAdd.empty()) {
1644       ReverseNonLocalDeps[ReverseDepsToAdd.back().first].insert(
1645           ReverseDepsToAdd.back().second);
1646       ReverseDepsToAdd.pop_back();
1647     }
1648   }
1649
1650   // If the instruction is in ReverseNonLocalPtrDeps then it appears as a
1651   // value in the NonLocalPointerDeps info.
1652   ReverseNonLocalPtrDepTy::iterator ReversePtrDepIt =
1653       ReverseNonLocalPtrDeps.find(RemInst);
1654   if (ReversePtrDepIt != ReverseNonLocalPtrDeps.end()) {
1655     SmallVector<std::pair<Instruction *, ValueIsLoadPair>, 8>
1656         ReversePtrDepsToAdd;
1657
1658     for (ValueIsLoadPair P : ReversePtrDepIt->second) {
1659       assert(P.getPointer() != RemInst &&
1660              "Already removed NonLocalPointerDeps info for RemInst");
1661
1662       NonLocalDepInfo &NLPDI = NonLocalPointerDeps[P].NonLocalDeps;
1663
1664       // The cache is not valid for any specific block anymore.
1665       NonLocalPointerDeps[P].Pair = BBSkipFirstBlockPair();
1666
1667       // Update any entries for RemInst to use the instruction after it.
1668       for (auto &Entry : NLPDI) {
1669         if (Entry.getResult().getInst() != RemInst)
1670           continue;
1671
1672         // Convert to a dirty entry for the subsequent instruction.
1673         Entry.setResult(NewDirtyVal);
1674
1675         if (Instruction *NewDirtyInst = NewDirtyVal.getInst())
1676           ReversePtrDepsToAdd.push_back(std::make_pair(NewDirtyInst, P));
1677       }
1678
1679       // Re-sort the NonLocalDepInfo.  Changing the dirty entry to its
1680       // subsequent value may invalidate the sortedness.
1681       llvm::sort(NLPDI);
1682     }
1683
1684     ReverseNonLocalPtrDeps.erase(ReversePtrDepIt);
1685
1686     while (!ReversePtrDepsToAdd.empty()) {
1687       ReverseNonLocalPtrDeps[ReversePtrDepsToAdd.back().first].insert(
1688           ReversePtrDepsToAdd.back().second);
1689       ReversePtrDepsToAdd.pop_back();
1690     }
1691   }
1692
1693   // Invalidate phis that use the removed instruction.
1694   PV.invalidateValue(RemInst);
1695
1696   assert(!NonLocalDeps.count(RemInst) && "RemInst got reinserted?");
1697   LLVM_DEBUG(verifyRemoved(RemInst));
1698 }
1699
1700 /// Verify that the specified instruction does not occur in our internal data
1701 /// structures.
1702 ///
1703 /// This function verifies by asserting in debug builds.
1704 void MemoryDependenceResults::verifyRemoved(Instruction *D) const {
1705 #ifndef NDEBUG
1706   for (const auto &DepKV : LocalDeps) {
1707     assert(DepKV.first != D && "Inst occurs in data structures");
1708     assert(DepKV.second.getInst() != D && "Inst occurs in data structures");
1709   }
1710
1711   for (const auto &DepKV : NonLocalPointerDeps) {
1712     assert(DepKV.first.getPointer() != D && "Inst occurs in NLPD map key");
1713     for (const auto &Entry : DepKV.second.NonLocalDeps)
1714       assert(Entry.getResult().getInst() != D && "Inst occurs as NLPD value");
1715   }
1716
1717   for (const auto &DepKV : NonLocalDeps) {
1718     assert(DepKV.first != D && "Inst occurs in data structures");
1719     const PerInstNLInfo &INLD = DepKV.second;
1720     for (const auto &Entry : INLD.first)
1721       assert(Entry.getResult().getInst() != D &&
1722              "Inst occurs in data structures");
1723   }
1724
1725   for (const auto &DepKV : ReverseLocalDeps) {
1726     assert(DepKV.first != D && "Inst occurs in data structures");
1727     for (Instruction *Inst : DepKV.second)
1728       assert(Inst != D && "Inst occurs in data structures");
1729   }
1730
1731   for (const auto &DepKV : ReverseNonLocalDeps) {
1732     assert(DepKV.first != D && "Inst occurs in data structures");
1733     for (Instruction *Inst : DepKV.second)
1734       assert(Inst != D && "Inst occurs in data structures");
1735   }
1736
1737   for (const auto &DepKV : ReverseNonLocalPtrDeps) {
1738     assert(DepKV.first != D && "Inst occurs in rev NLPD map");
1739
1740     for (ValueIsLoadPair P : DepKV.second)
1741       assert(P != ValueIsLoadPair(D, false) && P != ValueIsLoadPair(D, true) &&
1742              "Inst occurs in ReverseNonLocalPtrDeps map");
1743   }
1744 #endif
1745 }
1746
1747 AnalysisKey MemoryDependenceAnalysis::Key;
1748
1749 MemoryDependenceResults
1750 MemoryDependenceAnalysis::run(Function &F, FunctionAnalysisManager &AM) {
1751   auto &AA = AM.getResult<AAManager>(F);
1752   auto &AC = AM.getResult<AssumptionAnalysis>(F);
1753   auto &TLI = AM.getResult<TargetLibraryAnalysis>(F);
1754   auto &DT = AM.getResult<DominatorTreeAnalysis>(F);
1755   auto &PV = AM.getResult<PhiValuesAnalysis>(F);
1756   return MemoryDependenceResults(AA, AC, TLI, DT, PV);
1757 }
1758
1759 char MemoryDependenceWrapperPass::ID = 0;
1760
1761 INITIALIZE_PASS_BEGIN(MemoryDependenceWrapperPass, "memdep",
1762                       "Memory Dependence Analysis", false, true)
1763 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AssumptionCacheTracker)
1764 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(AAResultsWrapperPass)
1765 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(DominatorTreeWrapperPass)
1766 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfoWrapperPass)
1767 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(PhiValuesWrapperPass)
1768 INITIALIZE_PASS_END(MemoryDependenceWrapperPass, "memdep",
1769                     "Memory Dependence Analysis", false, true)
1770
1771 MemoryDependenceWrapperPass::MemoryDependenceWrapperPass() : FunctionPass(ID) {
1772   initializeMemoryDependenceWrapperPassPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
1773 }
1774
1775 MemoryDependenceWrapperPass::~MemoryDependenceWrapperPass() = default;
1776
1777 void MemoryDependenceWrapperPass::releaseMemory() {
1778   MemDep.reset();
1779 }
1780
1781 void MemoryDependenceWrapperPass::getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const {
1782   AU.setPreservesAll();
1783   AU.addRequired<AssumptionCacheTracker>();
1784   AU.addRequired<DominatorTreeWrapperPass>();
1785   AU.addRequired<PhiValuesWrapperPass>();
1786   AU.addRequiredTransitive<AAResultsWrapperPass>();
1787   AU.addRequiredTransitive<TargetLibraryInfoWrapperPass>();
1788 }
1789
1790 bool MemoryDependenceResults::invalidate(Function &F, const PreservedAnalyses &PA,
1791                                FunctionAnalysisManager::Invalidator &Inv) {
1792   // Check whether our analysis is preserved.
1793   auto PAC = PA.getChecker<MemoryDependenceAnalysis>();
1794   if (!PAC.preserved() && !PAC.preservedSet<AllAnalysesOn<Function>>())
1795     // If not, give up now.
1796     return true;
1797
1798   // Check whether the analyses we depend on became invalid for any reason.
1799   if (Inv.invalidate<AAManager>(F, PA) ||
1800       Inv.invalidate<AssumptionAnalysis>(F, PA) ||
1801       Inv.invalidate<DominatorTreeAnalysis>(F, PA) ||
1802       Inv.invalidate<PhiValuesAnalysis>(F, PA))
1803     return true;
1804
1805   // Otherwise this analysis result remains valid.
1806   return false;
1807 }
1808
1809 unsigned MemoryDependenceResults::getDefaultBlockScanLimit() const {
1810   return BlockScanLimit;
1811 }
1812
1813 bool MemoryDependenceWrapperPass::runOnFunction(Function &F) {
1814   auto &AA = getAnalysis<AAResultsWrapperPass>().getAAResults();
1815   auto &AC = getAnalysis<AssumptionCacheTracker>().getAssumptionCache(F);
1816   auto &TLI = getAnalysis<TargetLibraryInfoWrapperPass>().getTLI();
1817   auto &DT = getAnalysis<DominatorTreeWrapperPass>().getDomTree();
1818   auto &PV = getAnalysis<PhiValuesWrapperPass>().getResult();
1819   MemDep.emplace(AA, AC, TLI, DT, PV);
1820   return false;
1821 }