OSDN Git Service

Update LLVM for rebase to r212749.
[android-x86/external-llvm.git] / lib / Transforms / IPO / FunctionAttrs.cpp
1 //===- FunctionAttrs.cpp - Pass which marks functions attributes ----------===//
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 // This file implements a simple interprocedural pass which walks the
11 // call-graph, looking for functions which do not access or only read
12 // non-local memory, and marking them readnone/readonly.  It does the
13 // same with function arguments independently, marking them readonly/
14 // readnone/nocapture.  Finally, well-known library call declarations
15 // are marked with all attributes that are consistent with the
16 // function's standard definition. This pass is implemented as a
17 // bottom-up traversal of the call-graph.
18 //
19 //===----------------------------------------------------------------------===//
20
21 #include "llvm/Transforms/IPO.h"
22 #include "llvm/ADT/SCCIterator.h"
23 #include "llvm/ADT/SetVector.h"
24 #include "llvm/ADT/SmallSet.h"
25 #include "llvm/ADT/Statistic.h"
26 #include "llvm/Analysis/AliasAnalysis.h"
27 #include "llvm/Analysis/CallGraph.h"
28 #include "llvm/Analysis/CallGraphSCCPass.h"
29 #include "llvm/Analysis/CaptureTracking.h"
30 #include "llvm/IR/GlobalVariable.h"
31 #include "llvm/IR/InstIterator.h"
32 #include "llvm/IR/IntrinsicInst.h"
33 #include "llvm/IR/LLVMContext.h"
34 #include "llvm/Target/TargetLibraryInfo.h"
35 using namespace llvm;
36
37 #define DEBUG_TYPE "functionattrs"
38
39 STATISTIC(NumReadNone, "Number of functions marked readnone");
40 STATISTIC(NumReadOnly, "Number of functions marked readonly");
41 STATISTIC(NumNoCapture, "Number of arguments marked nocapture");
42 STATISTIC(NumReadNoneArg, "Number of arguments marked readnone");
43 STATISTIC(NumReadOnlyArg, "Number of arguments marked readonly");
44 STATISTIC(NumNoAlias, "Number of function returns marked noalias");
45 STATISTIC(NumAnnotated, "Number of attributes added to library functions");
46
47 namespace {
48   struct FunctionAttrs : public CallGraphSCCPass {
49     static char ID; // Pass identification, replacement for typeid
50     FunctionAttrs() : CallGraphSCCPass(ID), AA(nullptr) {
51       initializeFunctionAttrsPass(*PassRegistry::getPassRegistry());
52     }
53
54     // runOnSCC - Analyze the SCC, performing the transformation if possible.
55     bool runOnSCC(CallGraphSCC &SCC) override;
56
57     // AddReadAttrs - Deduce readonly/readnone attributes for the SCC.
58     bool AddReadAttrs(const CallGraphSCC &SCC);
59
60     // AddArgumentAttrs - Deduce nocapture attributes for the SCC.
61     bool AddArgumentAttrs(const CallGraphSCC &SCC);
62
63     // IsFunctionMallocLike - Does this function allocate new memory?
64     bool IsFunctionMallocLike(Function *F,
65                               SmallPtrSet<Function*, 8> &) const;
66
67     // AddNoAliasAttrs - Deduce noalias attributes for the SCC.
68     bool AddNoAliasAttrs(const CallGraphSCC &SCC);
69
70     // Utility methods used by inferPrototypeAttributes to add attributes
71     // and maintain annotation statistics.
72
73     void setDoesNotAccessMemory(Function &F) {
74       if (!F.doesNotAccessMemory()) {
75         F.setDoesNotAccessMemory();
76         ++NumAnnotated;
77       }
78     }
79
80     void setOnlyReadsMemory(Function &F) {
81       if (!F.onlyReadsMemory()) {
82         F.setOnlyReadsMemory();
83         ++NumAnnotated;
84       }
85     }
86
87     void setDoesNotThrow(Function &F) {
88       if (!F.doesNotThrow()) {
89         F.setDoesNotThrow();
90         ++NumAnnotated;
91       }
92     }
93
94     void setDoesNotCapture(Function &F, unsigned n) {
95       if (!F.doesNotCapture(n)) {
96         F.setDoesNotCapture(n);
97         ++NumAnnotated;
98       }
99     }
100
101     void setOnlyReadsMemory(Function &F, unsigned n) {
102       if (!F.onlyReadsMemory(n)) {
103         F.setOnlyReadsMemory(n);
104         ++NumAnnotated;
105       }
106     }
107
108     void setDoesNotAlias(Function &F, unsigned n) {
109       if (!F.doesNotAlias(n)) {
110         F.setDoesNotAlias(n);
111         ++NumAnnotated;
112       }
113     }
114
115     // inferPrototypeAttributes - Analyze the name and prototype of the
116     // given function and set any applicable attributes.  Returns true
117     // if any attributes were set and false otherwise.
118     bool inferPrototypeAttributes(Function &F);
119
120     // annotateLibraryCalls - Adds attributes to well-known standard library
121     // call declarations.
122     bool annotateLibraryCalls(const CallGraphSCC &SCC);
123
124     void getAnalysisUsage(AnalysisUsage &AU) const override {
125       AU.setPreservesCFG();
126       AU.addRequired<AliasAnalysis>();
127       AU.addRequired<TargetLibraryInfo>();
128       CallGraphSCCPass::getAnalysisUsage(AU);
129     }
130
131   private:
132     AliasAnalysis *AA;
133     TargetLibraryInfo *TLI;
134   };
135 }
136
137 char FunctionAttrs::ID = 0;
138 INITIALIZE_PASS_BEGIN(FunctionAttrs, "functionattrs",
139                 "Deduce function attributes", false, false)
140 INITIALIZE_AG_DEPENDENCY(AliasAnalysis)
141 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(CallGraphWrapperPass)
142 INITIALIZE_PASS_DEPENDENCY(TargetLibraryInfo)
143 INITIALIZE_PASS_END(FunctionAttrs, "functionattrs",
144                 "Deduce function attributes", false, false)
145
146 Pass *llvm::createFunctionAttrsPass() { return new FunctionAttrs(); }
147
148
149 /// AddReadAttrs - Deduce readonly/readnone attributes for the SCC.
150 bool FunctionAttrs::AddReadAttrs(const CallGraphSCC &SCC) {
151   SmallPtrSet<Function*, 8> SCCNodes;
152
153   // Fill SCCNodes with the elements of the SCC.  Used for quickly
154   // looking up whether a given CallGraphNode is in this SCC.
155   for (CallGraphSCC::iterator I = SCC.begin(), E = SCC.end(); I != E; ++I)
156     SCCNodes.insert((*I)->getFunction());
157
158   // Check if any of the functions in the SCC read or write memory.  If they
159   // write memory then they can't be marked readnone or readonly.
160   bool ReadsMemory = false;
161   for (CallGraphSCC::iterator I = SCC.begin(), E = SCC.end(); I != E; ++I) {
162     Function *F = (*I)->getFunction();
163
164     if (!F)
165       // External node - may write memory.  Just give up.
166       return false;
167
168     AliasAnalysis::ModRefBehavior MRB = AA->getModRefBehavior(F);
169     if (MRB == AliasAnalysis::DoesNotAccessMemory)
170       // Already perfect!
171       continue;
172
173     // Definitions with weak linkage may be overridden at linktime with
174     // something that writes memory, so treat them like declarations.
175     if (F->isDeclaration() || F->mayBeOverridden()) {
176       if (!AliasAnalysis::onlyReadsMemory(MRB))
177         // May write memory.  Just give up.
178         return false;
179
180       ReadsMemory = true;
181       continue;
182     }
183
184     // Scan the function body for instructions that may read or write memory.
185     for (inst_iterator II = inst_begin(F), E = inst_end(F); II != E; ++II) {
186       Instruction *I = &*II;
187
188       // Some instructions can be ignored even if they read or write memory.
189       // Detect these now, skipping to the next instruction if one is found.
190       CallSite CS(cast<Value>(I));
191       if (CS) {
192         // Ignore calls to functions in the same SCC.
193         if (CS.getCalledFunction() && SCCNodes.count(CS.getCalledFunction()))
194           continue;
195         AliasAnalysis::ModRefBehavior MRB = AA->getModRefBehavior(CS);
196         // If the call doesn't access arbitrary memory, we may be able to
197         // figure out something.
198         if (AliasAnalysis::onlyAccessesArgPointees(MRB)) {
199           // If the call does access argument pointees, check each argument.
200           if (AliasAnalysis::doesAccessArgPointees(MRB))
201             // Check whether all pointer arguments point to local memory, and
202             // ignore calls that only access local memory.
203             for (CallSite::arg_iterator CI = CS.arg_begin(), CE = CS.arg_end();
204                  CI != CE; ++CI) {
205               Value *Arg = *CI;
206               if (Arg->getType()->isPointerTy()) {
207                 AliasAnalysis::Location Loc(Arg,
208                                             AliasAnalysis::UnknownSize,
209                                             I->getMetadata(LLVMContext::MD_tbaa));
210                 if (!AA->pointsToConstantMemory(Loc, /*OrLocal=*/true)) {
211                   if (MRB & AliasAnalysis::Mod)
212                     // Writes non-local memory.  Give up.
213                     return false;
214                   if (MRB & AliasAnalysis::Ref)
215                     // Ok, it reads non-local memory.
216                     ReadsMemory = true;
217                 }
218               }
219             }
220           continue;
221         }
222         // The call could access any memory. If that includes writes, give up.
223         if (MRB & AliasAnalysis::Mod)
224           return false;
225         // If it reads, note it.
226         if (MRB & AliasAnalysis::Ref)
227           ReadsMemory = true;
228         continue;
229       } else if (LoadInst *LI = dyn_cast<LoadInst>(I)) {
230         // Ignore non-volatile loads from local memory. (Atomic is okay here.)
231         if (!LI->isVolatile()) {
232           AliasAnalysis::Location Loc = AA->getLocation(LI);
233           if (AA->pointsToConstantMemory(Loc, /*OrLocal=*/true))
234             continue;
235         }
236       } else if (StoreInst *SI = dyn_cast<StoreInst>(I)) {
237         // Ignore non-volatile stores to local memory. (Atomic is okay here.)
238         if (!SI->isVolatile()) {
239           AliasAnalysis::Location Loc = AA->getLocation(SI);
240           if (AA->pointsToConstantMemory(Loc, /*OrLocal=*/true))
241             continue;
242         }
243       } else if (VAArgInst *VI = dyn_cast<VAArgInst>(I)) {
244         // Ignore vaargs on local memory.
245         AliasAnalysis::Location Loc = AA->getLocation(VI);
246         if (AA->pointsToConstantMemory(Loc, /*OrLocal=*/true))
247           continue;
248       }
249
250       // Any remaining instructions need to be taken seriously!  Check if they
251       // read or write memory.
252       if (I->mayWriteToMemory())
253         // Writes memory.  Just give up.
254         return false;
255
256       // If this instruction may read memory, remember that.
257       ReadsMemory |= I->mayReadFromMemory();
258     }
259   }
260
261   // Success!  Functions in this SCC do not access memory, or only read memory.
262   // Give them the appropriate attribute.
263   bool MadeChange = false;
264   for (CallGraphSCC::iterator I = SCC.begin(), E = SCC.end(); I != E; ++I) {
265     Function *F = (*I)->getFunction();
266
267     if (F->doesNotAccessMemory())
268       // Already perfect!
269       continue;
270
271     if (F->onlyReadsMemory() && ReadsMemory)
272       // No change.
273       continue;
274
275     MadeChange = true;
276
277     // Clear out any existing attributes.
278     AttrBuilder B;
279     B.addAttribute(Attribute::ReadOnly)
280       .addAttribute(Attribute::ReadNone);
281     F->removeAttributes(AttributeSet::FunctionIndex,
282                         AttributeSet::get(F->getContext(),
283                                           AttributeSet::FunctionIndex, B));
284
285     // Add in the new attribute.
286     F->addAttribute(AttributeSet::FunctionIndex,
287                     ReadsMemory ? Attribute::ReadOnly : Attribute::ReadNone);
288
289     if (ReadsMemory)
290       ++NumReadOnly;
291     else
292       ++NumReadNone;
293   }
294
295   return MadeChange;
296 }
297
298 namespace {
299   // For a given pointer Argument, this retains a list of Arguments of functions
300   // in the same SCC that the pointer data flows into. We use this to build an
301   // SCC of the arguments.
302   struct ArgumentGraphNode {
303     Argument *Definition;
304     SmallVector<ArgumentGraphNode*, 4> Uses;
305   };
306
307   class ArgumentGraph {
308     // We store pointers to ArgumentGraphNode objects, so it's important that
309     // that they not move around upon insert.
310     typedef std::map<Argument*, ArgumentGraphNode> ArgumentMapTy;
311
312     ArgumentMapTy ArgumentMap;
313
314     // There is no root node for the argument graph, in fact:
315     //   void f(int *x, int *y) { if (...) f(x, y); }
316     // is an example where the graph is disconnected. The SCCIterator requires a
317     // single entry point, so we maintain a fake ("synthetic") root node that
318     // uses every node. Because the graph is directed and nothing points into
319     // the root, it will not participate in any SCCs (except for its own).
320     ArgumentGraphNode SyntheticRoot;
321
322   public:
323     ArgumentGraph() { SyntheticRoot.Definition = nullptr; }
324
325     typedef SmallVectorImpl<ArgumentGraphNode*>::iterator iterator;
326
327     iterator begin() { return SyntheticRoot.Uses.begin(); }
328     iterator end() { return SyntheticRoot.Uses.end(); }
329     ArgumentGraphNode *getEntryNode() { return &SyntheticRoot; }
330
331     ArgumentGraphNode *operator[](Argument *A) {
332       ArgumentGraphNode &Node = ArgumentMap[A];
333       Node.Definition = A;
334       SyntheticRoot.Uses.push_back(&Node);
335       return &Node;
336     }
337   };
338
339   // This tracker checks whether callees are in the SCC, and if so it does not
340   // consider that a capture, instead adding it to the "Uses" list and
341   // continuing with the analysis.
342   struct ArgumentUsesTracker : public CaptureTracker {
343     ArgumentUsesTracker(const SmallPtrSet<Function*, 8> &SCCNodes)
344       : Captured(false), SCCNodes(SCCNodes) {}
345
346     void tooManyUses() override { Captured = true; }
347
348     bool captured(const Use *U) override {
349       CallSite CS(U->getUser());
350       if (!CS.getInstruction()) { Captured = true; return true; }
351
352       Function *F = CS.getCalledFunction();
353       if (!F || !SCCNodes.count(F)) { Captured = true; return true; }
354
355       bool Found = false;
356       Function::arg_iterator AI = F->arg_begin(), AE = F->arg_end();
357       for (CallSite::arg_iterator PI = CS.arg_begin(), PE = CS.arg_end();
358            PI != PE; ++PI, ++AI) {
359         if (AI == AE) {
360           assert(F->isVarArg() && "More params than args in non-varargs call");
361           Captured = true;
362           return true;
363         }
364         if (PI == U) {
365           Uses.push_back(AI);
366           Found = true;
367           break;
368         }
369       }
370       assert(Found && "Capturing call-site captured nothing?");
371       (void)Found;
372       return false;
373     }
374
375     bool Captured;  // True only if certainly captured (used outside our SCC).
376     SmallVector<Argument*, 4> Uses;  // Uses within our SCC.
377
378     const SmallPtrSet<Function*, 8> &SCCNodes;
379   };
380 }
381
382 namespace llvm {
383   template<> struct GraphTraits<ArgumentGraphNode*> {
384     typedef ArgumentGraphNode NodeType;
385     typedef SmallVectorImpl<ArgumentGraphNode*>::iterator ChildIteratorType;
386
387     static inline NodeType *getEntryNode(NodeType *A) { return A; }
388     static inline ChildIteratorType child_begin(NodeType *N) {
389       return N->Uses.begin();
390     }
391     static inline ChildIteratorType child_end(NodeType *N) {
392       return N->Uses.end();
393     }
394   };
395   template<> struct GraphTraits<ArgumentGraph*>
396     : public GraphTraits<ArgumentGraphNode*> {
397     static NodeType *getEntryNode(ArgumentGraph *AG) {
398       return AG->getEntryNode();
399     }
400     static ChildIteratorType nodes_begin(ArgumentGraph *AG) {
401       return AG->begin();
402     }
403     static ChildIteratorType nodes_end(ArgumentGraph *AG) {
404       return AG->end();
405     }
406   };
407 }
408
409 // Returns Attribute::None, Attribute::ReadOnly or Attribute::ReadNone.
410 static Attribute::AttrKind
411 determinePointerReadAttrs(Argument *A,
412                           const SmallPtrSet<Argument*, 8> &SCCNodes) {
413                                                        
414   SmallVector<Use*, 32> Worklist;
415   SmallSet<Use*, 32> Visited;
416   int Count = 0;
417
418   // inalloca arguments are always clobbered by the call.
419   if (A->hasInAllocaAttr())
420     return Attribute::None;
421
422   bool IsRead = false;
423   // We don't need to track IsWritten. If A is written to, return immediately.
424
425   for (Use &U : A->uses()) {
426     if (Count++ >= 20)
427       return Attribute::None;
428
429     Visited.insert(&U);
430     Worklist.push_back(&U);
431   }
432
433   while (!Worklist.empty()) {
434     Use *U = Worklist.pop_back_val();
435     Instruction *I = cast<Instruction>(U->getUser());
436     Value *V = U->get();
437
438     switch (I->getOpcode()) {
439     case Instruction::BitCast:
440     case Instruction::GetElementPtr:
441     case Instruction::PHI:
442     case Instruction::Select:
443     case Instruction::AddrSpaceCast:
444       // The original value is not read/written via this if the new value isn't.
445       for (Use &UU : I->uses())
446         if (Visited.insert(&UU))
447           Worklist.push_back(&UU);
448       break;
449
450     case Instruction::Call:
451     case Instruction::Invoke: {
452       bool Captures = true;
453
454       if (I->getType()->isVoidTy())
455         Captures = false;
456
457       auto AddUsersToWorklistIfCapturing = [&] {
458         if (Captures)
459           for (Use &UU : I->uses())
460             if (Visited.insert(&UU))
461               Worklist.push_back(&UU);
462       };
463
464       CallSite CS(I);
465       if (CS.doesNotAccessMemory()) {
466         AddUsersToWorklistIfCapturing();
467         continue;
468       }
469
470       Function *F = CS.getCalledFunction();
471       if (!F) {
472         if (CS.onlyReadsMemory()) {
473           IsRead = true;
474           AddUsersToWorklistIfCapturing();
475           continue;
476         }
477         return Attribute::None;
478       }
479
480       Function::arg_iterator AI = F->arg_begin(), AE = F->arg_end();
481       CallSite::arg_iterator B = CS.arg_begin(), E = CS.arg_end();
482       for (CallSite::arg_iterator A = B; A != E; ++A, ++AI) {
483         if (A->get() == V) {
484           if (AI == AE) {
485             assert(F->isVarArg() &&
486                    "More params than args in non-varargs call.");
487             return Attribute::None;
488           }
489           Captures &= !CS.doesNotCapture(A - B);
490           if (SCCNodes.count(AI))
491             continue;
492           if (!CS.onlyReadsMemory() && !CS.onlyReadsMemory(A - B))
493             return Attribute::None;
494           if (!CS.doesNotAccessMemory(A - B))
495             IsRead = true;
496         }
497       }
498       AddUsersToWorklistIfCapturing();
499       break;
500     }
501
502     case Instruction::Load:
503       IsRead = true;
504       break;
505
506     case Instruction::ICmp:
507     case Instruction::Ret:
508       break;
509
510     default:
511       return Attribute::None;
512     }
513   }
514
515   return IsRead ? Attribute::ReadOnly : Attribute::ReadNone;
516 }
517
518 /// AddArgumentAttrs - Deduce nocapture attributes for the SCC.
519 bool FunctionAttrs::AddArgumentAttrs(const CallGraphSCC &SCC) {
520   bool Changed = false;
521
522   SmallPtrSet<Function*, 8> SCCNodes;
523
524   // Fill SCCNodes with the elements of the SCC.  Used for quickly
525   // looking up whether a given CallGraphNode is in this SCC.
526   for (CallGraphSCC::iterator I = SCC.begin(), E = SCC.end(); I != E; ++I) {
527     Function *F = (*I)->getFunction();
528     if (F && !F->isDeclaration() && !F->mayBeOverridden())
529       SCCNodes.insert(F);
530   }
531
532   ArgumentGraph AG;
533
534   AttrBuilder B;
535   B.addAttribute(Attribute::NoCapture);
536
537   // Check each function in turn, determining which pointer arguments are not
538   // captured.
539   for (CallGraphSCC::iterator I = SCC.begin(), E = SCC.end(); I != E; ++I) {
540     Function *F = (*I)->getFunction();
541
542     if (!F)
543       // External node - only a problem for arguments that we pass to it.
544       continue;
545
546     // Definitions with weak linkage may be overridden at linktime with
547     // something that captures pointers, so treat them like declarations.
548     if (F->isDeclaration() || F->mayBeOverridden())
549       continue;
550
551     // Functions that are readonly (or readnone) and nounwind and don't return
552     // a value can't capture arguments. Don't analyze them.
553     if (F->onlyReadsMemory() && F->doesNotThrow() &&
554         F->getReturnType()->isVoidTy()) {
555       for (Function::arg_iterator A = F->arg_begin(), E = F->arg_end();
556            A != E; ++A) {
557         if (A->getType()->isPointerTy() && !A->hasNoCaptureAttr()) {
558           A->addAttr(AttributeSet::get(F->getContext(), A->getArgNo() + 1, B));
559           ++NumNoCapture;
560           Changed = true;
561         }
562       }
563       continue;
564     }
565
566     for (Function::arg_iterator A = F->arg_begin(), E = F->arg_end();
567          A != E; ++A) {
568       if (!A->getType()->isPointerTy()) continue;
569       bool HasNonLocalUses = false;
570       if (!A->hasNoCaptureAttr()) {
571         ArgumentUsesTracker Tracker(SCCNodes);
572         PointerMayBeCaptured(A, &Tracker);
573         if (!Tracker.Captured) {
574           if (Tracker.Uses.empty()) {
575             // If it's trivially not captured, mark it nocapture now.
576             A->addAttr(AttributeSet::get(F->getContext(), A->getArgNo()+1, B));
577             ++NumNoCapture;
578             Changed = true;
579           } else {
580             // If it's not trivially captured and not trivially not captured,
581             // then it must be calling into another function in our SCC. Save
582             // its particulars for Argument-SCC analysis later.
583             ArgumentGraphNode *Node = AG[A];
584             for (SmallVectorImpl<Argument*>::iterator UI = Tracker.Uses.begin(),
585                      UE = Tracker.Uses.end(); UI != UE; ++UI) {
586               Node->Uses.push_back(AG[*UI]);
587               if (*UI != A)
588                 HasNonLocalUses = true;
589             }
590           }
591         }
592         // Otherwise, it's captured. Don't bother doing SCC analysis on it.
593       }
594       if (!HasNonLocalUses && !A->onlyReadsMemory()) {
595         // Can we determine that it's readonly/readnone without doing an SCC?
596         // Note that we don't allow any calls at all here, or else our result
597         // will be dependent on the iteration order through the functions in the
598         // SCC.
599         SmallPtrSet<Argument*, 8> Self;
600         Self.insert(A);
601         Attribute::AttrKind R = determinePointerReadAttrs(A, Self);
602         if (R != Attribute::None) {
603           AttrBuilder B;
604           B.addAttribute(R);
605           A->addAttr(AttributeSet::get(A->getContext(), A->getArgNo() + 1, B));
606           Changed = true;
607           R == Attribute::ReadOnly ? ++NumReadOnlyArg : ++NumReadNoneArg;
608         }
609       }
610     }
611   }
612
613   // The graph we've collected is partial because we stopped scanning for
614   // argument uses once we solved the argument trivially. These partial nodes
615   // show up as ArgumentGraphNode objects with an empty Uses list, and for
616   // these nodes the final decision about whether they capture has already been
617   // made.  If the definition doesn't have a 'nocapture' attribute by now, it
618   // captures.
619
620   for (scc_iterator<ArgumentGraph*> I = scc_begin(&AG); !I.isAtEnd(); ++I) {
621     const std::vector<ArgumentGraphNode *> &ArgumentSCC = *I;
622     if (ArgumentSCC.size() == 1) {
623       if (!ArgumentSCC[0]->Definition) continue;  // synthetic root node
624
625       // eg. "void f(int* x) { if (...) f(x); }"
626       if (ArgumentSCC[0]->Uses.size() == 1 &&
627           ArgumentSCC[0]->Uses[0] == ArgumentSCC[0]) {
628         Argument *A = ArgumentSCC[0]->Definition;
629         A->addAttr(AttributeSet::get(A->getContext(), A->getArgNo() + 1, B));
630         ++NumNoCapture;
631         Changed = true;
632       }
633       continue;
634     }
635
636     bool SCCCaptured = false;
637     for (auto I = ArgumentSCC.begin(), E = ArgumentSCC.end();
638          I != E && !SCCCaptured; ++I) {
639       ArgumentGraphNode *Node = *I;
640       if (Node->Uses.empty()) {
641         if (!Node->Definition->hasNoCaptureAttr())
642           SCCCaptured = true;
643       }
644     }
645     if (SCCCaptured) continue;
646
647     SmallPtrSet<Argument*, 8> ArgumentSCCNodes;
648     // Fill ArgumentSCCNodes with the elements of the ArgumentSCC.  Used for
649     // quickly looking up whether a given Argument is in this ArgumentSCC.
650     for (auto I = ArgumentSCC.begin(), E = ArgumentSCC.end(); I != E; ++I) {
651       ArgumentSCCNodes.insert((*I)->Definition);
652     }
653
654     for (auto I = ArgumentSCC.begin(), E = ArgumentSCC.end();
655          I != E && !SCCCaptured; ++I) {
656       ArgumentGraphNode *N = *I;
657       for (SmallVectorImpl<ArgumentGraphNode*>::iterator UI = N->Uses.begin(),
658              UE = N->Uses.end(); UI != UE; ++UI) {
659         Argument *A = (*UI)->Definition;
660         if (A->hasNoCaptureAttr() || ArgumentSCCNodes.count(A))
661           continue;
662         SCCCaptured = true;
663         break;
664       }
665     }
666     if (SCCCaptured) continue;
667
668     for (unsigned i = 0, e = ArgumentSCC.size(); i != e; ++i) {
669       Argument *A = ArgumentSCC[i]->Definition;
670       A->addAttr(AttributeSet::get(A->getContext(), A->getArgNo() + 1, B));
671       ++NumNoCapture;
672       Changed = true;
673     }
674
675     // We also want to compute readonly/readnone. With a small number of false
676     // negatives, we can assume that any pointer which is captured isn't going
677     // to be provably readonly or readnone, since by definition we can't
678     // analyze all uses of a captured pointer.
679     //
680     // The false negatives happen when the pointer is captured by a function
681     // that promises readonly/readnone behaviour on the pointer, then the
682     // pointer's lifetime ends before anything that writes to arbitrary memory.
683     // Also, a readonly/readnone pointer may be returned, but returning a
684     // pointer is capturing it.
685
686     Attribute::AttrKind ReadAttr = Attribute::ReadNone;
687     for (unsigned i = 0, e = ArgumentSCC.size(); i != e; ++i) {
688       Argument *A = ArgumentSCC[i]->Definition;
689       Attribute::AttrKind K = determinePointerReadAttrs(A, ArgumentSCCNodes);
690       if (K == Attribute::ReadNone)
691         continue;
692       if (K == Attribute::ReadOnly) {
693         ReadAttr = Attribute::ReadOnly;
694         continue;
695       }
696       ReadAttr = K;
697       break;
698     }
699
700     if (ReadAttr != Attribute::None) {
701       AttrBuilder B;
702       B.addAttribute(ReadAttr);
703       for (unsigned i = 0, e = ArgumentSCC.size(); i != e; ++i) {
704         Argument *A = ArgumentSCC[i]->Definition;
705         A->addAttr(AttributeSet::get(A->getContext(), A->getArgNo() + 1, B));
706         ReadAttr == Attribute::ReadOnly ? ++NumReadOnlyArg : ++NumReadNoneArg;
707         Changed = true;
708       }
709     }
710   }
711
712   return Changed;
713 }
714
715 /// IsFunctionMallocLike - A function is malloc-like if it returns either null
716 /// or a pointer that doesn't alias any other pointer visible to the caller.
717 bool FunctionAttrs::IsFunctionMallocLike(Function *F,
718                               SmallPtrSet<Function*, 8> &SCCNodes) const {
719   SmallSetVector<Value *, 8> FlowsToReturn;
720   for (Function::iterator I = F->begin(), E = F->end(); I != E; ++I)
721     if (ReturnInst *Ret = dyn_cast<ReturnInst>(I->getTerminator()))
722       FlowsToReturn.insert(Ret->getReturnValue());
723
724   for (unsigned i = 0; i != FlowsToReturn.size(); ++i) {
725     Value *RetVal = FlowsToReturn[i];
726
727     if (Constant *C = dyn_cast<Constant>(RetVal)) {
728       if (!C->isNullValue() && !isa<UndefValue>(C))
729         return false;
730
731       continue;
732     }
733
734     if (isa<Argument>(RetVal))
735       return false;
736
737     if (Instruction *RVI = dyn_cast<Instruction>(RetVal))
738       switch (RVI->getOpcode()) {
739         // Extend the analysis by looking upwards.
740         case Instruction::BitCast:
741         case Instruction::GetElementPtr:
742         case Instruction::AddrSpaceCast:
743           FlowsToReturn.insert(RVI->getOperand(0));
744           continue;
745         case Instruction::Select: {
746           SelectInst *SI = cast<SelectInst>(RVI);
747           FlowsToReturn.insert(SI->getTrueValue());
748           FlowsToReturn.insert(SI->getFalseValue());
749           continue;
750         }
751         case Instruction::PHI: {
752           PHINode *PN = cast<PHINode>(RVI);
753           for (int i = 0, e = PN->getNumIncomingValues(); i != e; ++i)
754             FlowsToReturn.insert(PN->getIncomingValue(i));
755           continue;
756         }
757
758         // Check whether the pointer came from an allocation.
759         case Instruction::Alloca:
760           break;
761         case Instruction::Call:
762         case Instruction::Invoke: {
763           CallSite CS(RVI);
764           if (CS.paramHasAttr(0, Attribute::NoAlias))
765             break;
766           if (CS.getCalledFunction() &&
767               SCCNodes.count(CS.getCalledFunction()))
768             break;
769         } // fall-through
770         default:
771           return false;  // Did not come from an allocation.
772       }
773
774     if (PointerMayBeCaptured(RetVal, false, /*StoreCaptures=*/false))
775       return false;
776   }
777
778   return true;
779 }
780
781 /// AddNoAliasAttrs - Deduce noalias attributes for the SCC.
782 bool FunctionAttrs::AddNoAliasAttrs(const CallGraphSCC &SCC) {
783   SmallPtrSet<Function*, 8> SCCNodes;
784
785   // Fill SCCNodes with the elements of the SCC.  Used for quickly
786   // looking up whether a given CallGraphNode is in this SCC.
787   for (CallGraphSCC::iterator I = SCC.begin(), E = SCC.end(); I != E; ++I)
788     SCCNodes.insert((*I)->getFunction());
789
790   // Check each function in turn, determining which functions return noalias
791   // pointers.
792   for (CallGraphSCC::iterator I = SCC.begin(), E = SCC.end(); I != E; ++I) {
793     Function *F = (*I)->getFunction();
794
795     if (!F)
796       // External node - skip it;
797       return false;
798
799     // Already noalias.
800     if (F->doesNotAlias(0))
801       continue;
802
803     // Definitions with weak linkage may be overridden at linktime, so
804     // treat them like declarations.
805     if (F->isDeclaration() || F->mayBeOverridden())
806       return false;
807
808     // We annotate noalias return values, which are only applicable to 
809     // pointer types.
810     if (!F->getReturnType()->isPointerTy())
811       continue;
812
813     if (!IsFunctionMallocLike(F, SCCNodes))
814       return false;
815   }
816
817   bool MadeChange = false;
818   for (CallGraphSCC::iterator I = SCC.begin(), E = SCC.end(); I != E; ++I) {
819     Function *F = (*I)->getFunction();
820     if (F->doesNotAlias(0) || !F->getReturnType()->isPointerTy())
821       continue;
822
823     F->setDoesNotAlias(0);
824     ++NumNoAlias;
825     MadeChange = true;
826   }
827
828   return MadeChange;
829 }
830
831 /// inferPrototypeAttributes - Analyze the name and prototype of the
832 /// given function and set any applicable attributes.  Returns true
833 /// if any attributes were set and false otherwise.
834 bool FunctionAttrs::inferPrototypeAttributes(Function &F) {
835   FunctionType *FTy = F.getFunctionType();
836   LibFunc::Func TheLibFunc;
837   if (!(TLI->getLibFunc(F.getName(), TheLibFunc) && TLI->has(TheLibFunc)))
838     return false;
839
840   switch (TheLibFunc) {
841   case LibFunc::strlen:
842     if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
843       return false;
844     setOnlyReadsMemory(F);
845     setDoesNotThrow(F);
846     setDoesNotCapture(F, 1);
847     break;
848   case LibFunc::strchr:
849   case LibFunc::strrchr:
850     if (FTy->getNumParams() != 2 ||
851         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
852         !FTy->getParamType(1)->isIntegerTy())
853       return false;
854     setOnlyReadsMemory(F);
855     setDoesNotThrow(F);
856     break;
857   case LibFunc::strtol:
858   case LibFunc::strtod:
859   case LibFunc::strtof:
860   case LibFunc::strtoul:
861   case LibFunc::strtoll:
862   case LibFunc::strtold:
863   case LibFunc::strtoull:
864     if (FTy->getNumParams() < 2 ||
865         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
866       return false;
867     setDoesNotThrow(F);
868     setDoesNotCapture(F, 2);
869     setOnlyReadsMemory(F, 1);
870     break;
871   case LibFunc::strcpy:
872   case LibFunc::stpcpy:
873   case LibFunc::strcat:
874   case LibFunc::strncat:
875   case LibFunc::strncpy:
876   case LibFunc::stpncpy:
877     if (FTy->getNumParams() < 2 ||
878         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
879       return false;
880     setDoesNotThrow(F);
881     setDoesNotCapture(F, 2);
882     setOnlyReadsMemory(F, 2);
883     break;
884   case LibFunc::strxfrm:
885     if (FTy->getNumParams() != 3 ||
886         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
887         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
888       return false;
889     setDoesNotThrow(F);
890     setDoesNotCapture(F, 1);
891     setDoesNotCapture(F, 2);
892     setOnlyReadsMemory(F, 2);
893     break;
894   case LibFunc::strcmp: //0,1
895     case LibFunc::strspn: // 0,1
896     case LibFunc::strncmp: // 0,1
897     case LibFunc::strcspn: //0,1
898     case LibFunc::strcoll: //0,1
899     case LibFunc::strcasecmp:  // 0,1
900     case LibFunc::strncasecmp: // 
901     if (FTy->getNumParams() < 2 ||
902         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
903         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
904       return false;
905     setOnlyReadsMemory(F);
906     setDoesNotThrow(F);
907     setDoesNotCapture(F, 1);
908     setDoesNotCapture(F, 2);
909     break;
910   case LibFunc::strstr:
911   case LibFunc::strpbrk:
912     if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
913       return false;
914     setOnlyReadsMemory(F);
915     setDoesNotThrow(F);
916     setDoesNotCapture(F, 2);
917     break;
918   case LibFunc::strtok:
919   case LibFunc::strtok_r:
920     if (FTy->getNumParams() < 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
921       return false;
922     setDoesNotThrow(F);
923     setDoesNotCapture(F, 2);
924     setOnlyReadsMemory(F, 2);
925     break;
926   case LibFunc::scanf:
927     if (FTy->getNumParams() < 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
928       return false;
929     setDoesNotThrow(F);
930     setDoesNotCapture(F, 1);
931     setOnlyReadsMemory(F, 1);
932     break;
933   case LibFunc::setbuf:
934   case LibFunc::setvbuf:
935     if (FTy->getNumParams() < 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
936       return false;
937     setDoesNotThrow(F);
938     setDoesNotCapture(F, 1);
939     break;
940   case LibFunc::strdup:
941   case LibFunc::strndup:
942     if (FTy->getNumParams() < 1 || !FTy->getReturnType()->isPointerTy() ||
943         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
944       return false;
945     setDoesNotThrow(F);
946     setDoesNotAlias(F, 0);
947     setDoesNotCapture(F, 1);
948     setOnlyReadsMemory(F, 1);
949     break;
950   case LibFunc::stat:
951   case LibFunc::statvfs:
952     if (FTy->getNumParams() < 2 ||
953         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
954         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
955       return false;
956     setDoesNotThrow(F);
957     setDoesNotCapture(F, 1);
958     setDoesNotCapture(F, 2);
959     setOnlyReadsMemory(F, 1);
960     break;
961   case LibFunc::sscanf:
962     if (FTy->getNumParams() < 2 ||
963         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
964         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
965       return false;
966     setDoesNotThrow(F);
967     setDoesNotCapture(F, 1);
968     setDoesNotCapture(F, 2);
969     setOnlyReadsMemory(F, 1);
970     setOnlyReadsMemory(F, 2);
971     break;
972   case LibFunc::sprintf:
973     if (FTy->getNumParams() < 2 ||
974         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
975         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
976       return false;
977     setDoesNotThrow(F);
978     setDoesNotCapture(F, 1);
979     setDoesNotCapture(F, 2);
980     setOnlyReadsMemory(F, 2);
981     break;
982   case LibFunc::snprintf:
983     if (FTy->getNumParams() != 3 ||
984         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
985         !FTy->getParamType(2)->isPointerTy())
986       return false;
987     setDoesNotThrow(F);
988     setDoesNotCapture(F, 1);
989     setDoesNotCapture(F, 3);
990     setOnlyReadsMemory(F, 3);
991     break;
992   case LibFunc::setitimer:
993     if (FTy->getNumParams() != 3 ||
994         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy() ||
995         !FTy->getParamType(2)->isPointerTy())
996       return false;
997     setDoesNotThrow(F);
998     setDoesNotCapture(F, 2);
999     setDoesNotCapture(F, 3);
1000     setOnlyReadsMemory(F, 2);
1001     break;
1002   case LibFunc::system:
1003     if (FTy->getNumParams() != 1 ||
1004         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1005       return false;
1006     // May throw; "system" is a valid pthread cancellation point.
1007     setDoesNotCapture(F, 1);
1008     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1009     break;
1010   case LibFunc::malloc:
1011     if (FTy->getNumParams() != 1 ||
1012         !FTy->getReturnType()->isPointerTy())
1013       return false;
1014     setDoesNotThrow(F);
1015     setDoesNotAlias(F, 0);
1016     break;
1017   case LibFunc::memcmp:
1018     if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1019         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1020         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1021       return false;
1022     setOnlyReadsMemory(F);
1023     setDoesNotThrow(F);
1024     setDoesNotCapture(F, 1);
1025     setDoesNotCapture(F, 2);
1026     break;
1027   case LibFunc::memchr:
1028   case LibFunc::memrchr:
1029     if (FTy->getNumParams() != 3)
1030       return false;
1031     setOnlyReadsMemory(F);
1032     setDoesNotThrow(F);
1033     break;
1034   case LibFunc::modf:
1035   case LibFunc::modff:
1036   case LibFunc::modfl:
1037     if (FTy->getNumParams() < 2 ||
1038         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1039       return false;
1040     setDoesNotThrow(F);
1041     setDoesNotCapture(F, 2);
1042     break;
1043   case LibFunc::memcpy:
1044   case LibFunc::memccpy:
1045   case LibFunc::memmove:
1046     if (FTy->getNumParams() < 2 ||
1047         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1048       return false;
1049     setDoesNotThrow(F);
1050     setDoesNotCapture(F, 2);
1051     setOnlyReadsMemory(F, 2);
1052     break;
1053   case LibFunc::memalign:
1054     if (!FTy->getReturnType()->isPointerTy())
1055       return false;
1056     setDoesNotAlias(F, 0);
1057     break;
1058   case LibFunc::mkdir:
1059     if (FTy->getNumParams() == 0 ||
1060         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1061       return false;
1062     setDoesNotThrow(F);
1063     setDoesNotCapture(F, 1);
1064     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1065     break;
1066   case LibFunc::mktime:
1067     if (FTy->getNumParams() == 0 ||
1068         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1069       return false;
1070     setDoesNotThrow(F);
1071     setDoesNotCapture(F, 1);
1072     break;
1073   case LibFunc::realloc:
1074     if (FTy->getNumParams() != 2 ||
1075         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1076         !FTy->getReturnType()->isPointerTy())
1077       return false;
1078     setDoesNotThrow(F);
1079     setDoesNotAlias(F, 0);
1080     setDoesNotCapture(F, 1);
1081     break;
1082   case LibFunc::read:
1083     if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1084         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1085       return false;
1086     // May throw; "read" is a valid pthread cancellation point.
1087     setDoesNotCapture(F, 2);
1088     break;
1089   case LibFunc::rewind:
1090     if (FTy->getNumParams() < 1 ||
1091         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1092       return false;
1093     setDoesNotThrow(F);
1094     setDoesNotCapture(F, 1);
1095     break;
1096   case LibFunc::rmdir:
1097   case LibFunc::remove:
1098   case LibFunc::realpath:
1099     if (FTy->getNumParams() < 1 ||
1100         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1101       return false;
1102     setDoesNotThrow(F);
1103     setDoesNotCapture(F, 1);
1104     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1105     break;
1106   case LibFunc::rename:
1107     if (FTy->getNumParams() < 2 ||
1108         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1109         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1110       return false;
1111     setDoesNotThrow(F);
1112     setDoesNotCapture(F, 1);
1113     setDoesNotCapture(F, 2);
1114     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1115     setOnlyReadsMemory(F, 2);
1116     break;
1117   case LibFunc::readlink:
1118     if (FTy->getNumParams() < 2 ||
1119         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1120         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1121       return false;
1122     setDoesNotThrow(F);
1123     setDoesNotCapture(F, 1);
1124     setDoesNotCapture(F, 2);
1125     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1126     break;
1127   case LibFunc::write:
1128     if (FTy->getNumParams() != 3 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1129       return false;
1130     // May throw; "write" is a valid pthread cancellation point.
1131     setDoesNotCapture(F, 2);
1132     setOnlyReadsMemory(F, 2);
1133     break;
1134   case LibFunc::bcopy:
1135     if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1136         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1137         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1138       return false;
1139     setDoesNotThrow(F);
1140     setDoesNotCapture(F, 1);
1141     setDoesNotCapture(F, 2);
1142     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1143     break;
1144   case LibFunc::bcmp:
1145     if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1146         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1147         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1148       return false;
1149     setDoesNotThrow(F);
1150     setOnlyReadsMemory(F);
1151     setDoesNotCapture(F, 1);
1152     setDoesNotCapture(F, 2);
1153     break;
1154   case LibFunc::bzero:
1155     if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1156       return false;
1157     setDoesNotThrow(F);
1158     setDoesNotCapture(F, 1);
1159     break;
1160   case LibFunc::calloc:
1161     if (FTy->getNumParams() != 2 ||
1162         !FTy->getReturnType()->isPointerTy())
1163       return false;
1164     setDoesNotThrow(F);
1165     setDoesNotAlias(F, 0);
1166     break;
1167   case LibFunc::chmod:
1168   case LibFunc::chown:
1169     if (FTy->getNumParams() == 0 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1170       return false;
1171     setDoesNotThrow(F);
1172     setDoesNotCapture(F, 1);
1173     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1174     break;
1175   case LibFunc::ctermid:
1176   case LibFunc::clearerr:
1177   case LibFunc::closedir:
1178     if (FTy->getNumParams() == 0 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1179       return false;
1180     setDoesNotThrow(F);
1181     setDoesNotCapture(F, 1);
1182     break;
1183   case LibFunc::atoi:
1184   case LibFunc::atol:
1185   case LibFunc::atof:
1186   case LibFunc::atoll:
1187     if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1188       return false;
1189     setDoesNotThrow(F);
1190     setOnlyReadsMemory(F);
1191     setDoesNotCapture(F, 1);
1192     break;
1193   case LibFunc::access:
1194     if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1195       return false;
1196     setDoesNotThrow(F);
1197     setDoesNotCapture(F, 1);
1198     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1199     break;
1200   case LibFunc::fopen:
1201     if (FTy->getNumParams() != 2 ||
1202         !FTy->getReturnType()->isPointerTy() ||
1203         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1204         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1205       return false;
1206     setDoesNotThrow(F);
1207     setDoesNotAlias(F, 0);
1208     setDoesNotCapture(F, 1);
1209     setDoesNotCapture(F, 2);
1210     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1211     setOnlyReadsMemory(F, 2);
1212     break;
1213   case LibFunc::fdopen:
1214     if (FTy->getNumParams() != 2 ||
1215         !FTy->getReturnType()->isPointerTy() ||
1216         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1217       return false;
1218     setDoesNotThrow(F);
1219     setDoesNotAlias(F, 0);
1220     setDoesNotCapture(F, 2);
1221     setOnlyReadsMemory(F, 2);
1222     break;
1223   case LibFunc::feof:
1224   case LibFunc::free:
1225   case LibFunc::fseek:
1226   case LibFunc::ftell:
1227   case LibFunc::fgetc:
1228   case LibFunc::fseeko:
1229   case LibFunc::ftello:
1230   case LibFunc::fileno:
1231   case LibFunc::fflush:
1232   case LibFunc::fclose:
1233   case LibFunc::fsetpos:
1234   case LibFunc::flockfile:
1235   case LibFunc::funlockfile:
1236   case LibFunc::ftrylockfile:
1237     if (FTy->getNumParams() == 0 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1238       return false;
1239     setDoesNotThrow(F);
1240     setDoesNotCapture(F, 1);
1241     break;
1242   case LibFunc::ferror:
1243     if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1244       return false;
1245     setDoesNotThrow(F);
1246     setDoesNotCapture(F, 1);
1247     setOnlyReadsMemory(F);
1248     break;
1249   case LibFunc::fputc:
1250   case LibFunc::fstat:
1251   case LibFunc::frexp:
1252   case LibFunc::frexpf:
1253   case LibFunc::frexpl:
1254   case LibFunc::fstatvfs:
1255     if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1256       return false;
1257     setDoesNotThrow(F);
1258     setDoesNotCapture(F, 2);
1259     break;
1260   case LibFunc::fgets:
1261     if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1262         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1263         !FTy->getParamType(2)->isPointerTy())
1264       return false;
1265     setDoesNotThrow(F);
1266     setDoesNotCapture(F, 3);
1267     break;
1268   case LibFunc::fread:
1269     if (FTy->getNumParams() != 4 ||
1270         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1271         !FTy->getParamType(3)->isPointerTy())
1272       return false;
1273     setDoesNotThrow(F);
1274     setDoesNotCapture(F, 1);
1275     setDoesNotCapture(F, 4);
1276     break;
1277   case LibFunc::fwrite:
1278     if (FTy->getNumParams() != 4 ||
1279         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1280         !FTy->getParamType(3)->isPointerTy())
1281       return false;
1282     setDoesNotThrow(F);
1283     setDoesNotCapture(F, 1);
1284     setDoesNotCapture(F, 4);
1285     break;
1286   case LibFunc::fputs:
1287     if (FTy->getNumParams() < 2 ||
1288         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1289         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1290       return false;
1291     setDoesNotThrow(F);
1292     setDoesNotCapture(F, 1);
1293     setDoesNotCapture(F, 2);
1294     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1295     break;
1296   case LibFunc::fscanf:
1297   case LibFunc::fprintf:
1298     if (FTy->getNumParams() < 2 ||
1299         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1300         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1301       return false;
1302     setDoesNotThrow(F);
1303     setDoesNotCapture(F, 1);
1304     setDoesNotCapture(F, 2);
1305     setOnlyReadsMemory(F, 2);
1306     break;
1307   case LibFunc::fgetpos:
1308     if (FTy->getNumParams() < 2 ||
1309         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1310         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1311       return false;
1312     setDoesNotThrow(F);
1313     setDoesNotCapture(F, 1);
1314     setDoesNotCapture(F, 2);
1315     break;
1316   case LibFunc::getc:
1317   case LibFunc::getlogin_r:
1318   case LibFunc::getc_unlocked:
1319     if (FTy->getNumParams() == 0 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1320       return false;
1321     setDoesNotThrow(F);
1322     setDoesNotCapture(F, 1);
1323     break;
1324   case LibFunc::getenv:
1325     if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1326       return false;
1327     setDoesNotThrow(F);
1328     setOnlyReadsMemory(F);
1329     setDoesNotCapture(F, 1);
1330     break;
1331   case LibFunc::gets:
1332   case LibFunc::getchar:
1333     setDoesNotThrow(F);
1334     break;
1335   case LibFunc::getitimer:
1336     if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1337       return false;
1338     setDoesNotThrow(F);
1339     setDoesNotCapture(F, 2);
1340     break;
1341   case LibFunc::getpwnam:
1342     if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1343       return false;
1344     setDoesNotThrow(F);
1345     setDoesNotCapture(F, 1);
1346     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1347     break;
1348   case LibFunc::ungetc:
1349     if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1350       return false;
1351     setDoesNotThrow(F);
1352     setDoesNotCapture(F, 2);
1353     break;
1354   case LibFunc::uname:
1355     if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1356       return false;
1357     setDoesNotThrow(F);
1358     setDoesNotCapture(F, 1);
1359     break;
1360   case LibFunc::unlink:
1361     if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1362       return false;
1363     setDoesNotThrow(F);
1364     setDoesNotCapture(F, 1);
1365     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1366     break;
1367   case LibFunc::unsetenv:
1368     if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1369       return false;
1370     setDoesNotThrow(F);
1371     setDoesNotCapture(F, 1);
1372     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1373     break;
1374   case LibFunc::utime:
1375   case LibFunc::utimes:
1376     if (FTy->getNumParams() != 2 ||
1377         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1378         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1379       return false;
1380     setDoesNotThrow(F);
1381     setDoesNotCapture(F, 1);
1382     setDoesNotCapture(F, 2);
1383     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1384     setOnlyReadsMemory(F, 2);
1385     break;
1386   case LibFunc::putc:
1387     if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1388       return false;
1389     setDoesNotThrow(F);
1390     setDoesNotCapture(F, 2);
1391     break;
1392   case LibFunc::puts:
1393   case LibFunc::printf:
1394   case LibFunc::perror:
1395     if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1396       return false;
1397     setDoesNotThrow(F);
1398     setDoesNotCapture(F, 1);
1399     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1400     break;
1401   case LibFunc::pread:
1402     if (FTy->getNumParams() != 4 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1403       return false;
1404     // May throw; "pread" is a valid pthread cancellation point.
1405     setDoesNotCapture(F, 2);
1406     break;
1407   case LibFunc::pwrite:
1408     if (FTy->getNumParams() != 4 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1409       return false;
1410     // May throw; "pwrite" is a valid pthread cancellation point.
1411     setDoesNotCapture(F, 2);
1412     setOnlyReadsMemory(F, 2);
1413     break;
1414   case LibFunc::putchar:
1415     setDoesNotThrow(F);
1416     break;
1417   case LibFunc::popen:
1418     if (FTy->getNumParams() != 2 ||
1419         !FTy->getReturnType()->isPointerTy() ||
1420         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1421         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1422       return false;
1423     setDoesNotThrow(F);
1424     setDoesNotAlias(F, 0);
1425     setDoesNotCapture(F, 1);
1426     setDoesNotCapture(F, 2);
1427     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1428     setOnlyReadsMemory(F, 2);
1429     break;
1430   case LibFunc::pclose:
1431     if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1432       return false;
1433     setDoesNotThrow(F);
1434     setDoesNotCapture(F, 1);
1435     break;
1436   case LibFunc::vscanf:
1437     if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1438       return false;
1439     setDoesNotThrow(F);
1440     setDoesNotCapture(F, 1);
1441     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1442     break;
1443   case LibFunc::vsscanf:
1444     if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1445         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy() ||
1446         !FTy->getParamType(2)->isPointerTy())
1447       return false;
1448     setDoesNotThrow(F);
1449     setDoesNotCapture(F, 1);
1450     setDoesNotCapture(F, 2);
1451     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1452     setOnlyReadsMemory(F, 2);
1453     break;
1454   case LibFunc::vfscanf:
1455     if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1456         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy() ||
1457         !FTy->getParamType(2)->isPointerTy())
1458       return false;
1459     setDoesNotThrow(F);
1460     setDoesNotCapture(F, 1);
1461     setDoesNotCapture(F, 2);
1462     setOnlyReadsMemory(F, 2);
1463     break;
1464   case LibFunc::valloc:
1465     if (!FTy->getReturnType()->isPointerTy())
1466       return false;
1467     setDoesNotThrow(F);
1468     setDoesNotAlias(F, 0);
1469     break;
1470   case LibFunc::vprintf:
1471     if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1472       return false;
1473     setDoesNotThrow(F);
1474     setDoesNotCapture(F, 1);
1475     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1476     break;
1477   case LibFunc::vfprintf:
1478   case LibFunc::vsprintf:
1479     if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1480         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1481         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1482       return false;
1483     setDoesNotThrow(F);
1484     setDoesNotCapture(F, 1);
1485     setDoesNotCapture(F, 2);
1486     setOnlyReadsMemory(F, 2);
1487     break;
1488   case LibFunc::vsnprintf:
1489     if (FTy->getNumParams() != 4 ||
1490         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1491         !FTy->getParamType(2)->isPointerTy())
1492       return false;
1493     setDoesNotThrow(F);
1494     setDoesNotCapture(F, 1);
1495     setDoesNotCapture(F, 3);
1496     setOnlyReadsMemory(F, 3);
1497     break;
1498   case LibFunc::open:
1499     if (FTy->getNumParams() < 2 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1500       return false;
1501     // May throw; "open" is a valid pthread cancellation point.
1502     setDoesNotCapture(F, 1);
1503     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1504     break;
1505   case LibFunc::opendir:
1506     if (FTy->getNumParams() != 1 ||
1507         !FTy->getReturnType()->isPointerTy() ||
1508         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1509       return false;
1510     setDoesNotThrow(F);
1511     setDoesNotAlias(F, 0);
1512     setDoesNotCapture(F, 1);
1513     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1514     break;
1515   case LibFunc::tmpfile:
1516     if (!FTy->getReturnType()->isPointerTy())
1517       return false;
1518     setDoesNotThrow(F);
1519     setDoesNotAlias(F, 0);
1520     break;
1521   case LibFunc::times:
1522     if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1523       return false;
1524     setDoesNotThrow(F);
1525     setDoesNotCapture(F, 1);
1526     break;
1527   case LibFunc::htonl:
1528   case LibFunc::htons:
1529   case LibFunc::ntohl:
1530   case LibFunc::ntohs:
1531     setDoesNotThrow(F);
1532     setDoesNotAccessMemory(F);
1533     break;
1534   case LibFunc::lstat:
1535     if (FTy->getNumParams() != 2 ||
1536         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1537         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1538       return false;
1539     setDoesNotThrow(F);
1540     setDoesNotCapture(F, 1);
1541     setDoesNotCapture(F, 2);
1542     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1543     break;
1544   case LibFunc::lchown:
1545     if (FTy->getNumParams() != 3 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1546       return false;
1547     setDoesNotThrow(F);
1548     setDoesNotCapture(F, 1);
1549     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1550     break;
1551   case LibFunc::qsort:
1552     if (FTy->getNumParams() != 4 || !FTy->getParamType(3)->isPointerTy())
1553       return false;
1554     // May throw; places call through function pointer.
1555     setDoesNotCapture(F, 4);
1556     break;
1557   case LibFunc::dunder_strdup:
1558   case LibFunc::dunder_strndup:
1559     if (FTy->getNumParams() < 1 ||
1560         !FTy->getReturnType()->isPointerTy() ||
1561         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1562       return false;
1563     setDoesNotThrow(F);
1564     setDoesNotAlias(F, 0);
1565     setDoesNotCapture(F, 1);
1566     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1567     break;
1568   case LibFunc::dunder_strtok_r:
1569     if (FTy->getNumParams() != 3 ||
1570         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1571       return false;
1572     setDoesNotThrow(F);
1573     setDoesNotCapture(F, 2);
1574     setOnlyReadsMemory(F, 2);
1575     break;
1576   case LibFunc::under_IO_getc:
1577     if (FTy->getNumParams() != 1 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1578       return false;
1579     setDoesNotThrow(F);
1580     setDoesNotCapture(F, 1);
1581     break;
1582   case LibFunc::under_IO_putc:
1583     if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1584       return false;
1585     setDoesNotThrow(F);
1586     setDoesNotCapture(F, 2);
1587     break;
1588   case LibFunc::dunder_isoc99_scanf:
1589     if (FTy->getNumParams() < 1 ||
1590         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1591       return false;
1592     setDoesNotThrow(F);
1593     setDoesNotCapture(F, 1);
1594     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1595     break;
1596   case LibFunc::stat64:
1597   case LibFunc::lstat64:
1598   case LibFunc::statvfs64:
1599     if (FTy->getNumParams() < 1 ||
1600         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1601         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1602       return false;
1603     setDoesNotThrow(F);
1604     setDoesNotCapture(F, 1);
1605     setDoesNotCapture(F, 2);
1606     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1607     break;
1608   case LibFunc::dunder_isoc99_sscanf:
1609     if (FTy->getNumParams() < 1 ||
1610         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1611         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1612       return false;
1613     setDoesNotThrow(F);
1614     setDoesNotCapture(F, 1);
1615     setDoesNotCapture(F, 2);
1616     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1617     setOnlyReadsMemory(F, 2);
1618     break;
1619   case LibFunc::fopen64:
1620     if (FTy->getNumParams() != 2 ||
1621         !FTy->getReturnType()->isPointerTy() ||
1622         !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1623         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1624       return false;
1625     setDoesNotThrow(F);
1626     setDoesNotAlias(F, 0);
1627     setDoesNotCapture(F, 1);
1628     setDoesNotCapture(F, 2);
1629     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1630     setOnlyReadsMemory(F, 2);
1631     break;
1632   case LibFunc::fseeko64:
1633   case LibFunc::ftello64:
1634     if (FTy->getNumParams() == 0 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1635       return false;
1636     setDoesNotThrow(F);
1637     setDoesNotCapture(F, 1);
1638     break;
1639   case LibFunc::tmpfile64:
1640     if (!FTy->getReturnType()->isPointerTy())
1641       return false;
1642     setDoesNotThrow(F);
1643     setDoesNotAlias(F, 0);
1644     break;
1645   case LibFunc::fstat64:
1646   case LibFunc::fstatvfs64:
1647     if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1648       return false;
1649     setDoesNotThrow(F);
1650     setDoesNotCapture(F, 2);
1651     break;
1652   case LibFunc::open64:
1653     if (FTy->getNumParams() < 2 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy())
1654       return false;
1655     // May throw; "open" is a valid pthread cancellation point.
1656     setDoesNotCapture(F, 1);
1657     setOnlyReadsMemory(F, 1);
1658     break;
1659   case LibFunc::gettimeofday:
1660     if (FTy->getNumParams() != 2 || !FTy->getParamType(0)->isPointerTy() ||
1661         !FTy->getParamType(1)->isPointerTy())
1662       return false;
1663     // Currently some platforms have the restrict keyword on the arguments to
1664     // gettimeofday. To be conservative, do not add noalias to gettimeofday's
1665     // arguments.
1666     setDoesNotThrow(F);
1667     setDoesNotCapture(F, 1);
1668     setDoesNotCapture(F, 2);
1669     break;
1670   default:
1671     // Didn't mark any attributes.
1672     return false;
1673   }
1674
1675   return true;
1676 }
1677
1678 /// annotateLibraryCalls - Adds attributes to well-known standard library
1679 /// call declarations.
1680 bool FunctionAttrs::annotateLibraryCalls(const CallGraphSCC &SCC) {
1681   bool MadeChange = false;
1682
1683   // Check each function in turn annotating well-known library function
1684   // declarations with attributes.
1685   for (CallGraphSCC::iterator I = SCC.begin(), E = SCC.end(); I != E; ++I) {
1686     Function *F = (*I)->getFunction();
1687
1688     if (F && F->isDeclaration())
1689       MadeChange |= inferPrototypeAttributes(*F);
1690   }
1691
1692   return MadeChange;
1693 }
1694
1695 bool FunctionAttrs::runOnSCC(CallGraphSCC &SCC) {
1696   AA = &getAnalysis<AliasAnalysis>();
1697   TLI = &getAnalysis<TargetLibraryInfo>();
1698
1699   bool Changed = annotateLibraryCalls(SCC);
1700   Changed |= AddReadAttrs(SCC);
1701   Changed |= AddArgumentAttrs(SCC);
1702   Changed |= AddNoAliasAttrs(SCC);
1703   return Changed;
1704 }