nsz Git - libfirm/blob - ir/opt/ldstopt.c

   1 /*
   2  * Project:     libFIRM
   3  * File name:   ir/opt/ldstopt.c
   4  * Purpose:     load store optimizations
   5  * Author:      Michael Beck
   6  * Created:
   7  * CVS-ID:      $Id$
   8  * Copyright:   (c) 1998-2004 Universit\81ät Karlsruhe
   9  * Licence:     This file protected by GPL -  GNU GENERAL PUBLIC LICENSE.
  10  */
  11 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  12 # include "config.h"
  13 #endif
  14
  15 #ifdef HAVE_ALLOCA_H
  16 #include <alloca.h>
  17 #endif
  18 #ifdef HAVE_MALLOC_H
  19 #include <malloc.h>
  20 #endif
  21 #ifdef HAVE_STRING_H
  22 # include <string.h>
  23 #endif
  24
  25 #include "irnode_t.h"
  26 #include "irgraph_t.h"
  27 #include "irmode_t.h"
  28 #include "iropt_t.h"
  29 #include "ircons_t.h"
  30 #include "irgmod.h"
  31 #include "irgwalk.h"
  32 #include "irvrfy.h"
  33 #include "tv_t.h"
  34 #include "dbginfo_t.h"
  35 #include "iropt_dbg.h"
  36 #include "irflag_t.h"
  37 #include "array.h"
  38 #include "irhooks.h"
  39 #include "iredges.h"
  40 #include "irtools.h"
  41 #include "opt_polymorphy.h"
  42
  43 #ifdef DO_CACHEOPT
  44 #include "cacheopt/cachesim.h"
  45 #endif
  46
  47 #undef IMAX
  48 #define IMAX(a,b)       ((a) > (b) ? (a) : (b))
  49
  50 #define MAX_PROJ        IMAX(pn_Load_max, pn_Store_max)
  51
  52 enum changes_t {
  53   DF_CHANGED = 1,       /**< data flow changed */
  54   CF_CHANGED = 2,       /**< control flow changed */
  55 };
  56
  57 /**
  58  * walker environment
  59  */
  60 typedef struct _walk_env_t {
  61   struct obstack obst;          /**< list of all stores */
  62   unsigned changes;             /**< a bitmask of graph changes */
  63 } walk_env_t;
  64
  65 /**
  66  * flags for Load/Store
  67  */
  68 enum ldst_flags_t {
  69   LDST_VISITED = 1              /**< if set, this Load/Store is already visited */
  70 };
  71
  72 /** A Load/Store info. */
  73 typedef struct _ldst_info_t {
  74   ir_node  *projs[MAX_PROJ];    /**< list of Proj's of this node */
  75   ir_node  *exc_block;          /**< the exception block if available */
  76   int      exc_idx;             /**< predecessor index in the exception block */
  77   unsigned flags;               /**< flags */
  78   unsigned visited;             /**< visited counter for breaking loops */
  79 } ldst_info_t;
  80
  81 /**
  82  * flags for control flow.
  83  */
  84 enum block_flags_t {
  85   BLOCK_HAS_COND = 1,      /**< Block has conditional control flow */
  86   BLOCK_HAS_EXC  = 2       /**< Block has exceptional control flow */
  87 };
  88
  89 /**
  90  * a Block info.
  91  */
  92 typedef struct _block_info_t {
  93   unsigned flags;               /**< flags for the block */
  94 } block_info_t;
  95
  96 /** the master visited flag for loop detection. */
  97 static unsigned master_visited = 0;
  98
  99 #define INC_MASTER()       ++master_visited
 100 #define MARK_NODE(info)    (info)->visited = master_visited
 101 #define NODE_VISITED(info) (info)->visited >= master_visited
 102
 103 /**
 104  * get the Load/Store info of a node
 105  */
 106 static ldst_info_t *get_ldst_info(ir_node *node, walk_env_t *env) {
 107   ldst_info_t *info = get_irn_link(node);
 108
 109   if (! info) {
 110     info = obstack_alloc(&env->obst, sizeof(*info));
 111
 112     memset(info, 0, sizeof(*info));
 113
 114     set_irn_link(node, info);
 115   }
 116   return info;
 117 }
 118
 119 /**
 120  * get the Block info of a node
 121  */
 122 static block_info_t *get_block_info(ir_node *node, walk_env_t *env)
 123 {
 124   block_info_t *info = get_irn_link(node);
 125
 126   if (! info) {
 127     info = obstack_alloc(&env->obst, sizeof(*info));
 128
 129     memset(info, 0, sizeof(*info));
 130
 131     set_irn_link(node, info);
 132   }
 133   return info;
 134 }
 135
 136 /**
 137  * update the projection info for a Load/Store
 138  */
 139 static unsigned update_projs(ldst_info_t *info, ir_node *proj)
 140 {
 141   long nr = get_Proj_proj(proj);
 142
 143   assert(0 <= nr && nr <= MAX_PROJ && "Wrong proj from LoadStore");
 144
 145   if (info->projs[nr]) {
 146     /* there is already one, do CSE */
 147     exchange(proj, info->projs[nr]);
 148     return DF_CHANGED;
 149   }
 150   else {
 151     info->projs[nr] = proj;
 152     return 0;
 153   }
 154 }
 155
 156 /**
 157  * update the exception block info for a Load/Store node.
 158  *
 159  * @param info   the load/store info struct
 160  * @param block  the exception handler block for this load/store
 161  * @param pos    the control flow input of the block
 162  */
 163 static unsigned update_exc(ldst_info_t *info, ir_node *block, int pos)
 164 {
 165   assert(info->exc_block == NULL && "more than one exception block found");
 166
 167   info->exc_block = block;
 168   info->exc_idx   = pos;
 169   return 0;
 170 }
 171
 172 /** Return the number of uses of an address node */
 173 #define get_irn_n_uses(adr)     get_irn_n_edges(adr)
 174
 175 /**
 176  * walker, collects all Load/Store/Proj nodes
 177  *
 178  * walks from Start -> End
 179  */
 180 static void collect_nodes(ir_node *node, void *env)
 181 {
 182   ir_op       *op = get_irn_op(node);
 183   ir_node     *pred, *blk, *pred_blk;
 184   ldst_info_t *ldst_info;
 185   walk_env_t  *wenv = env;
 186
 187   if (op == op_Proj) {
 188     ir_node *adr;
 189     ir_op *op;
 190
 191     pred = get_Proj_pred(node);
 192     op   = get_irn_op(pred);
 193
 194     if (op == op_Load) {
 195       ldst_info = get_ldst_info(pred, wenv);
 196
 197       wenv->changes |= update_projs(ldst_info, node);
 198
 199       if ((ldst_info->flags & LDST_VISITED) == 0) {
 200         adr = get_Load_ptr(pred);
 201         ldst_info->flags |= LDST_VISITED;
 202       }
 203
 204       /*
 205        * Place the Proj's to the same block as the
 206        * predecessor Load. This is always ok and prevents
 207        * "non-SSA" form after optimizations if the Proj
 208        * is in a wrong block.
 209        */
 210       blk      = get_nodes_block(node);
 211       pred_blk = get_nodes_block(pred);
 212       if (blk != pred_blk) {
 213         wenv->changes |= DF_CHANGED;
 214         set_nodes_block(node, pred_blk);
 215       }
 216     }
 217     else if (op == op_Store) {
 218       ldst_info = get_ldst_info(pred, wenv);
 219
 220       wenv->changes |= update_projs(ldst_info, node);
 221
 222       if ((ldst_info->flags & LDST_VISITED) == 0) {
 223         adr = get_Store_ptr(pred);
 224         ldst_info->flags |= LDST_VISITED;
 225       }
 226
 227       /*
 228        * Place the Proj's to the same block as the
 229        * predecessor Store. This is always ok and prevents
 230        * "non-SSA" form after optimizations if the Proj
 231        * is in a wrong block.
 232        */
 233       blk      = get_nodes_block(node);
 234       pred_blk = get_nodes_block(pred);
 235       if (blk != pred_blk) {
 236         wenv->changes |= DF_CHANGED;
 237         set_nodes_block(node, pred_blk);
 238       }
 239     }
 240   }
 241   else if (op == op_Block) { /* check, if it's an exception block */
 242     int i;
 243
 244     for (i = get_Block_n_cfgpreds(node) - 1; i >= 0; --i) {
 245       ir_node      *pred_block;
 246       block_info_t *bl_info;
 247
 248       pred = skip_Proj(get_Block_cfgpred(node, i));
 249
 250       /* ignore Bad predecessors, they will be removed later */
 251       if (is_Bad(pred))
 252         continue;
 253
 254       pred_block = get_nodes_block(pred);
 255       bl_info    = get_block_info(pred_block, wenv);
 256
 257       if (is_fragile_op(pred))
 258               bl_info->flags |= BLOCK_HAS_EXC;
 259       else if (is_irn_forking(pred))
 260         bl_info->flags |= BLOCK_HAS_COND;
 261
 262       if (get_irn_op(pred) == op_Load || get_irn_op(pred) == op_Store) {
 263         ldst_info = get_ldst_info(pred, wenv);
 264
 265         wenv->changes |= update_exc(ldst_info, node, i);
 266       }
 267     }
 268   }
 269 }
 270
 271 /**
 272  * Returns an entity if the address ptr points to a constant one.
 273  */
 274 static entity *find_constant_entity(ir_node *ptr)
 275 {
 276   for (;;) {
 277     ir_op *op = get_irn_op(ptr);
 278
 279     if (op == op_SymConst && (get_SymConst_kind(ptr) == symconst_addr_ent)) {
 280       return get_SymConst_entity(ptr);
 281     }
 282     else if (op == op_Sel) {
 283       entity  *ent = get_Sel_entity(ptr);
 284       ir_type *tp  = get_entity_owner(ent);
 285
 286       /* Do not fiddle with polymorphism. */
 287       if (is_Class_type(get_entity_owner(ent)) &&
 288           ((get_entity_n_overwrites(ent)    != 0) ||
 289            (get_entity_n_overwrittenby(ent) != 0)   ) )
 290         return NULL;
 291
 292       if (variability_constant == get_entity_variability(ent))
 293         return ent;
 294
 295       if (is_Array_type(tp)) {
 296         /* check bounds */
 297         int i, n;
 298
 299         for (i = 0, n = get_Sel_n_indexs(ptr); i < n; ++i) {
 300           ir_node *bound;
 301           tarval *tlower, *tupper;
 302           ir_node *index = get_Sel_index(ptr, i);
 303           tarval *tv     = computed_value(index);
 304
 305           /* check if the index is constant */
 306           if (tv == tarval_bad)
 307             return NULL;
 308
 309           bound  = get_array_lower_bound(tp, i);
 310           tlower = computed_value(bound);
 311           bound  = get_array_upper_bound(tp, i);
 312           tupper = computed_value(bound);
 313
 314           if (tlower == tarval_bad || tupper == tarval_bad)
 315             return NULL;
 316
 317           if (tarval_cmp(tv, tlower) & pn_Cmp_Lt)
 318             return NULL;
 319           if (tarval_cmp(tupper, tv) & pn_Cmp_Lt)
 320             return NULL;
 321
 322           /* ok, bounds check finished */
 323         }
 324       }
 325
 326       /* try next */
 327       ptr = get_Sel_ptr(ptr);
 328     }
 329     else
 330       return NULL;
 331   }
 332 }
 333
 334 /**
 335  * Return the Selection index of a Sel node from dimension n
 336  */
 337 static long get_Sel_array_index_long(ir_node *n, int dim) {
 338   ir_node *index = get_Sel_index(n, dim);
 339   assert(get_irn_op(index) == op_Const);
 340   return get_tarval_long(get_Const_tarval(index));
 341 }
 342
 343 /**
 344  * Returns the accessed component graph path for an
 345  * node computing an address.
 346  *
 347  * @param ptr    the node computing the address
 348  * @param depth  current depth in steps upward from the root
 349  *               of the address
 350  */
 351 static compound_graph_path *rec_get_accessed_path(ir_node *ptr, int depth) {
 352   compound_graph_path *res = NULL;
 353   entity              *root, *field;
 354   int                 path_len, pos;
 355
 356   if (get_irn_op(ptr) == op_SymConst) {
 357     /* a SymConst. If the depth is 0, this is an access to a global
 358      * entity and we don't need a component path, else we know
 359      * at least it's length.
 360      */
 361     assert(get_SymConst_kind(ptr) == symconst_addr_ent);
 362     root = get_SymConst_entity(ptr);
 363     res = (depth == 0) ? NULL : new_compound_graph_path(get_entity_type(root), depth);
 364   }
 365   else {
 366     assert(get_irn_op(ptr) == op_Sel);
 367     /* it's a Sel, go up until we find the root */
 368     res = rec_get_accessed_path(get_Sel_ptr(ptr), depth+1);
 369
 370     /* fill up the step in the path at the current position */
 371     field    = get_Sel_entity(ptr);
 372     path_len = get_compound_graph_path_length(res);
 373     pos      = path_len - depth - 1;
 374     set_compound_graph_path_node(res, pos, field);
 375
 376     if (is_Array_type(get_entity_owner(field))) {
 377       assert(get_Sel_n_indexs(ptr) == 1 && "multi dim arrays not implemented");
 378       set_compound_graph_path_array_index(res, pos, get_Sel_array_index_long(ptr, 0));
 379     }
 380   }
 381   return res;
 382 }
 383
 384 /** Returns an access path or NULL.  The access path is only
 385  *  valid, if the graph is in phase_high and _no_ address computation is used.
 386  */
 387 static compound_graph_path *get_accessed_path(ir_node *ptr) {
 388   return rec_get_accessed_path(ptr, 0);
 389 }
 390
 391 /* forward */
 392 static void reduce_adr_usage(ir_node *ptr);
 393
 394 /**
 395  * Update a Load that may lost it's usage.
 396  */
 397 static void handle_load_update(ir_node *load) {
 398   ldst_info_t *info = get_irn_link(load);
 399
 400   /* do NOT touch volatile loads for now */
 401   if (get_Load_volatility(load) == volatility_is_volatile)
 402     return;
 403
 404   if (! info->projs[pn_Load_res] && ! info->projs[pn_Load_X_except]) {
 405     ir_node *ptr = get_Load_ptr(load);
 406     ir_node *mem = get_Load_mem(load);
 407
 408     /* a Load which value is neither used nor exception checked, remove it */
 409     exchange(info->projs[pn_Load_M], mem);
 410     exchange(load, new_Bad());
 411     reduce_adr_usage(ptr);
 412   }
 413 }
 414
 415 /**
 416  * A Use of an address node is vanished. Check if this was a Proj
 417  * node and update the counters.
 418  */
 419 static void reduce_adr_usage(ir_node *ptr) {
 420   if (is_Proj(ptr)) {
 421     if (get_irn_n_edges(ptr) <= 0) {
 422       /* this Proj is dead now */
 423       ir_node *pred = get_Proj_pred(ptr);
 424       opcode code = get_irn_opcode(pred);
 425
 426       if (code == iro_Load) {
 427         ldst_info_t *info = get_irn_link(pred);
 428         info->projs[get_Proj_proj(ptr)] = NULL;
 429
 430         /* this node lost it's result proj, handle that */
 431         handle_load_update(pred);
 432       }
 433     }
 434   }
 435 }
 436
 437 /**
 438  * Follow the memory chain as long as there are only Loads
 439  * and try to replace current Load or Store by a previous one.
 440  * Note that in unreachable loops it might happen that we reach
 441  * load again, as well as we can fall into a cycle.
 442  * We break such cycles using a special visited flag.
 443  *
 444  * INC_MASTER() must be called before dive into
 445  */
 446 static unsigned follow_Load_chain(ir_node *load, ir_node *curr) {
 447   unsigned res = 0;
 448   ldst_info_t *info = get_irn_link(load);
 449   ir_node *pred;
 450   ir_node *ptr       = get_Load_ptr(load);
 451   ir_node *mem       = get_Load_mem(load);
 452   ir_mode *load_mode = get_Load_mode(load);
 453
 454   for (pred = curr; load != pred; pred = skip_Proj(get_Load_mem(pred))) {
 455     ldst_info_t *pred_info = get_irn_link(pred);
 456
 457     /*
 458      * BEWARE: one might think that checking the modes is useless, because
 459      * if the pointers are identical, they refer to the same object.
 460      * This is only true in strong typed languages, not in C were the following
 461      * is possible a = *(ir_type1 *)p; b = *(ir_type2 *)p ...
 462      */
 463
 464     if (get_irn_op(pred) == op_Store && get_Store_ptr(pred) == ptr &&
 465         get_irn_mode(get_Store_value(pred)) == load_mode) {
 466       /*
 467        * a Load immediately after a Store -- a read after write.
 468        * We may remove the Load, if both Load & Store does not have an exception handler
 469        * OR they are in the same block. In the latter case the Load cannot
 470        * throw an exception when the previous Store was quiet.
 471        *
 472        * Why we need to check for Store Exception? If the Store cannot
 473        * be executed (ROM) the exception handler might simply jump into
 474        * the load block :-(
 475        * We could make it a little bit better if we would know that the exception
 476        * handler of the Store jumps directly to the end...
 477        */
 478       if ((!pred_info->projs[pn_Store_X_except] && !info->projs[pn_Load_X_except]) ||
 479           get_nodes_block(load) == get_nodes_block(pred)) {
 480         ir_node *value = get_Store_value(pred);
 481
 482         DBG_OPT_RAW(load, value);
 483         if (info->projs[pn_Load_M])
 484           exchange(info->projs[pn_Load_M], mem);
 485
 486         /* no exception */
 487         if (info->projs[pn_Load_X_except]) {
 488           exchange( info->projs[pn_Load_X_except], new_Bad());
 489           res |= CF_CHANGED;
 490         }
 491
 492         if (info->projs[pn_Load_res])
 493           exchange(info->projs[pn_Load_res], value);
 494
 495         exchange(load, new_Bad());
 496         reduce_adr_usage(ptr);
 497         return res | DF_CHANGED;
 498       }
 499     }
 500     else if (get_irn_op(pred) == op_Load && get_Load_ptr(pred) == ptr &&
 501              get_Load_mode(pred) == load_mode) {
 502       /*
 503        * a Load after a Load -- a read after read.
 504        * We may remove the second Load, if it does not have an exception handler
 505        * OR they are in the same block. In the later case the Load cannot
 506        * throw an exception when the previous Load was quiet.
 507        *
 508        * Here, there is no need to check if the previous Load has an exception
 509        * hander because they would have exact the same exception...
 510        */
 511       if (! info->projs[pn_Load_X_except] || get_nodes_block(load) == get_nodes_block(pred)) {
 512         DBG_OPT_RAR(load, pred);
 513
 514         if (pred_info->projs[pn_Load_res]) {
 515           /* we need a data proj from the previous load for this optimization */
 516           if (info->projs[pn_Load_res])
 517             exchange(info->projs[pn_Load_res], pred_info->projs[pn_Load_res]);
 518
 519           if (info->projs[pn_Load_M])
 520             exchange(info->projs[pn_Load_M], mem);
 521         }
 522         else {
 523           if (info->projs[pn_Load_res]) {
 524             set_Proj_pred(info->projs[pn_Load_res], pred);
 525             set_nodes_block(info->projs[pn_Load_res], get_nodes_block(pred));
 526             pred_info->projs[pn_Load_res] = info->projs[pn_Load_res];
 527           }
 528           if (info->projs[pn_Load_M]) {
 529             /* Actually, this if should not be necessary.  Construct the Loads
 530                properly!!! */
 531             exchange(info->projs[pn_Load_M], mem);
 532           }
 533         }
 534
 535         /* no exception */
 536         if (info->projs[pn_Load_X_except]) {
 537           exchange(info->projs[pn_Load_X_except], new_Bad());
 538           res |= CF_CHANGED;
 539         }
 540
 541         exchange(load, new_Bad());
 542         reduce_adr_usage(ptr);
 543         return res |= DF_CHANGED;
 544       }
 545     }
 546
 547     /* follow only Load chains */
 548     if (get_irn_op(pred) != op_Load)
 549       break;
 550
 551     /* check for cycles */
 552     if (NODE_VISITED(pred_info))
 553       break;
 554     MARK_NODE(pred_info);
 555   }
 556
 557   if (get_irn_op(pred) == op_Sync) {
 558     int i;
 559
 560     /* handle all Sync predecessors */
 561     for (i = get_Sync_n_preds(pred) - 1; i >= 0; --i) {
 562       res |= follow_Load_chain(load, skip_Proj(get_Sync_pred(pred, i)));
 563       if (res)
 564         break;
 565     }
 566   }
 567
 568   return res;
 569 }
 570
 571 /**
 572  * optimize a Load
 573  */
 574 static unsigned optimize_load(ir_node *load)
 575 {
 576   ldst_info_t *info = get_irn_link(load);
 577   ir_mode *load_mode = get_Load_mode(load);
 578   ir_node *mem, *ptr, *new_node;
 579   entity *ent;
 580   unsigned res = 0;
 581
 582   /* do NOT touch volatile loads for now */
 583   if (get_Load_volatility(load) == volatility_is_volatile)
 584     return 0;
 585
 586   /* the address of the load to be optimized */
 587   ptr = get_Load_ptr(load);
 588
 589   /*
 590    * Check if we can remove the exception from a Load:
 591    * This can be done, if the address is from an Sel(Alloc) and
 592    * the Sel type is a subtype of the allocated type.
 593    *
 594    * This optimizes some often used OO constructs,
 595    * like x = new O; x->t;
 596    */
 597   if (info->projs[pn_Load_X_except]) {
 598     if (is_Sel(ptr)) {
 599       ir_node *mem = get_Sel_mem(ptr);
 600
 601       if (get_irn_op(skip_Proj(mem)) == op_Alloc) {
 602         /* ok, check the types */
 603         entity  *ent    = get_Sel_entity(ptr);
 604         ir_type *s_type = get_entity_type(ent);
 605         ir_type *a_type = get_Alloc_type(mem);
 606
 607         if (is_SubClass_of(s_type, a_type)) {
 608           /* ok, condition met: there can't be an exception because
 609            * Alloc guarantees that enough memory was allocated */
 610
 611           exchange(info->projs[pn_Load_X_except], new_Bad());
 612           info->projs[pn_Load_X_except] = NULL;
 613           res |= CF_CHANGED;
 614         }
 615       }
 616     }
 617     else if ((get_irn_op(skip_Proj(ptr)) == op_Alloc) ||
 618              ((get_irn_op(ptr) == op_Cast) && (get_irn_op(skip_Proj(get_Cast_op(ptr))) == op_Alloc))) {
 619       /* simple case: a direct load after an Alloc. Firm Alloc throw
 620        * an exception in case of out-of-memory. So, there is no way for an
 621        * exception in this load.
 622        * This code is constructed by the "exception lowering" in the Jack compiler.
 623        */
 624        exchange(info->projs[pn_Load_X_except], new_Bad());
 625        info->projs[pn_Load_X_except] = NULL;
 626        res |= CF_CHANGED;
 627     }
 628   }
 629
 630   /* the mem of the Load. Must still be returned after optimization */
 631   mem  = get_Load_mem(load);
 632
 633   if (! info->projs[pn_Load_res] && ! info->projs[pn_Load_X_except]) {
 634     /* a Load which value is neither used nor exception checked, remove it */
 635     exchange(info->projs[pn_Load_M], mem);
 636
 637     exchange(load, new_Bad());
 638     reduce_adr_usage(ptr);
 639     return res | DF_CHANGED;
 640   }
 641
 642   /* Load from a constant polymorphic field, where we can resolve
 643      polymorphism. */
 644   new_node = transform_node_Load(load);
 645   if (new_node != load) {
 646     if (info->projs[pn_Load_M]) {
 647       exchange(info->projs[pn_Load_M], mem);
 648       info->projs[pn_Load_M] = NULL;
 649     }
 650     if (info->projs[pn_Load_X_except]) {
 651       exchange(info->projs[pn_Load_X_except], new_Bad());
 652       info->projs[pn_Load_X_except] = NULL;
 653     }
 654     if (info->projs[pn_Load_res])
 655       exchange(info->projs[pn_Load_res], new_node);
 656
 657     exchange(load, new_Bad());
 658     reduce_adr_usage(ptr);
 659     return res | DF_CHANGED;
 660   }
 661
 662   /* check if we can determine the entity that will be loaded */
 663   ent = find_constant_entity(ptr);
 664   if (ent) {
 665     if ((allocation_static == get_entity_allocation(ent)) &&
 666         (visibility_external_allocated != get_entity_visibility(ent))) {
 667       /* a static allocation that is not external: there should be NO exception
 668        * when loading. */
 669
 670       /* no exception, clear the info field as it might be checked later again */
 671       if (info->projs[pn_Load_X_except]) {
 672         exchange(info->projs[pn_Load_X_except], new_Bad());
 673         info->projs[pn_Load_X_except] = NULL;
 674         res |= CF_CHANGED;
 675       }
 676
 677       if (variability_constant == get_entity_variability(ent)
 678                 && is_atomic_entity(ent)) {
 679         /* Might not be atomic after
 680            lowering of Sels.  In this
 681            case we could also load, but
 682            it's more complicated. */
 683         /* more simpler case: we load the content of a constant value:
 684          * replace it by the constant itself
 685          */
 686
 687         /* no memory */
 688         if (info->projs[pn_Load_M]) {
 689           exchange(info->projs[pn_Load_M], mem);
 690           res |= DF_CHANGED;
 691         }
 692         /* no result :-) */
 693         if (info->projs[pn_Load_res]) {
 694           if (is_atomic_entity(ent)) {
 695             ir_node *c = copy_const_value(get_irn_dbg_info(load), get_atomic_ent_value(ent));
 696
 697             DBG_OPT_RC(load, c);
 698             exchange(info->projs[pn_Load_res], c);
 699             res |= DF_CHANGED;
 700           }
 701         }
 702         exchange(load, new_Bad());
 703         reduce_adr_usage(ptr);
 704         return res;
 705       }
 706       else if (variability_constant == get_entity_variability(ent)) {
 707         compound_graph_path *path = get_accessed_path(ptr);
 708
 709         if (path) {
 710           ir_node *c;
 711
 712           assert(is_proper_compound_graph_path(path, get_compound_graph_path_length(path)-1));
 713           /*
 714           {
 715             int j;
 716             for (j = 0; j < get_compound_graph_path_length(path); ++j) {
 717               entity *node = get_compound_graph_path_node(path, j);
 718               fprintf(stdout, ".%s", get_entity_name(node));
 719               if (is_Array_type(get_entity_owner(node)))
 720                       fprintf(stdout, "[%d]", get_compound_graph_path_array_index(path, j));
 721             }
 722             printf("\n");
 723           }
 724           */
 725
 726           c = get_compound_ent_value_by_path(ent, path);
 727           free_compound_graph_path(path);
 728
 729           /* printf("  cons: "); DDMN(c); */
 730
 731           if (info->projs[pn_Load_M]) {
 732             exchange(info->projs[pn_Load_M], mem);
 733             res |= DF_CHANGED;
 734           }
 735           if (info->projs[pn_Load_res]) {
 736             exchange(info->projs[pn_Load_res], copy_const_value(get_irn_dbg_info(load), c));
 737             res |= DF_CHANGED;
 738           }
 739           exchange(load, new_Bad());
 740           reduce_adr_usage(ptr);
 741           return res;
 742         }
 743         else {
 744           /*  We can not determine a correct access path.  E.g., in jack, we load
 745                     a byte from an object to generate an exception.   Happens in test program
 746                     Reflectiontest.
 747           printf(">>>>>>>>>>>>> Found access to constant entity %s in function %s\n", get_entity_name(ent),
 748            get_entity_name(get_irg_entity(current_ir_graph)));
 749           printf("  load: "); DDMN(load);
 750           printf("  ptr:  "); DDMN(ptr);
 751           */
 752         }
 753       }
 754     }
 755   }
 756
 757   /* Check, if the address of this load is used more than once.
 758    * If not, this load cannot be removed in any case. */
 759   if (get_irn_n_uses(ptr) <= 1)
 760     return res;
 761
 762   /*
 763    * follow the memory chain as long as there are only Loads
 764    * and try to replace current Load or Store by a previous one.
 765    * Note that in unreachable loops it might happen that we reach
 766    * load again, as well as we can fall into a cycle.
 767    * We break such cycles using a special visited flag.
 768    */
 769   INC_MASTER();
 770   res = follow_Load_chain(load, skip_Proj(mem));
 771   return res;
 772 }
 773
 774 /**
 775  * follow the memory chain as long as there are only Loads.
 776  *
 777  * INC_MASTER() must be called before dive into
 778  */
 779 static unsigned follow_Load_chain_for_Store(ir_node *store, ir_node *curr) {
 780   unsigned res = 0;
 781   ldst_info_t *info = get_irn_link(store);
 782   ir_node *pred;
 783   ir_node *ptr = get_Store_ptr(store);
 784   ir_node *mem = get_Store_mem(store);
 785   ir_node *value = get_Store_value(store);
 786   ir_mode *mode  = get_irn_mode(value);
 787   ir_node *block = get_nodes_block(store);
 788
 789   for (pred = curr; pred != store; pred = skip_Proj(get_Load_mem(pred))) {
 790     ldst_info_t *pred_info = get_irn_link(pred);
 791
 792     /*
 793      * BEWARE: one might think that checking the modes is useless, because
 794      * if the pointers are identical, they refer to the same object.
 795      * This is only true in strong typed languages, not is C were the following
 796      * is possible *(ir_type1 *)p = a; *(ir_type2 *)p = b ...
 797      */
 798     if (get_irn_op(pred) == op_Store && get_Store_ptr(pred) == ptr &&
 799         get_nodes_block(pred) == block && get_irn_mode(get_Store_value(pred)) == mode) {
 800       /*
 801        * a Store after a Store in the same block -- a write after write.
 802        * We may remove the first Store, if it does not have an exception handler.
 803        *
 804        * TODO: What, if both have the same exception handler ???
 805        */
 806       if (get_Store_volatility(pred) != volatility_is_volatile && !pred_info->projs[pn_Store_X_except]) {
 807         DBG_OPT_WAW(pred, store);
 808         exchange( pred_info->projs[pn_Store_M], get_Store_mem(pred) );
 809         exchange(pred, new_Bad());
 810         reduce_adr_usage(ptr);
 811         return DF_CHANGED;
 812       }
 813     }
 814     else if (get_irn_op(pred) == op_Load && get_Load_ptr(pred) == ptr &&
 815              value == pred_info->projs[pn_Load_res]) {
 816       /*
 817        * a Store of a value after a Load -- a write after read.
 818        * We may remove the second Store, if it does not have an exception handler.
 819        */
 820       if (! info->projs[pn_Store_X_except]) {
 821         DBG_OPT_WAR(store, pred);
 822         exchange( info->projs[pn_Store_M], mem );
 823         exchange(store, new_Bad());
 824         reduce_adr_usage(ptr);
 825         return DF_CHANGED;
 826       }
 827     }
 828
 829     /* follow only Load chains */
 830     if (get_irn_op(pred) != op_Load)
 831       break;
 832
 833     /* check for cycles */
 834     if (NODE_VISITED(pred_info))
 835       break;
 836     MARK_NODE(pred_info);
 837   }
 838
 839   if (get_irn_op(pred) == op_Sync) {
 840     int i;
 841
 842     /* handle all Sync predecessors */
 843     for (i = get_Sync_n_preds(pred) - 1; i >= 0; --i) {
 844       res |= follow_Load_chain_for_Store(store, skip_Proj(get_Sync_pred(pred, i)));
 845       if (res)
 846         break;
 847     }
 848   }
 849   return res;
 850 }
 851
 852 /**
 853  * optimize a Store
 854  */
 855 static unsigned optimize_store(ir_node *store)
 856 {
 857   ldst_info_t *info = get_irn_link(store);
 858   ir_node *ptr, *mem;
 859
 860   if (get_Store_volatility(store) == volatility_is_volatile)
 861     return 0;
 862
 863   ptr = get_Store_ptr(store);
 864
 865   /* Check, if the address of this load is used more than once.
 866    * If not, this load cannot be removed in any case. */
 867   if (get_irn_n_uses(ptr) <= 1)
 868     return 0;
 869
 870   mem = get_Store_mem(store);
 871
 872   /* follow the memory chain as long as there are only Loads */
 873   INC_MASTER();
 874   return follow_Load_chain_for_Store(store, skip_Proj(mem));
 875 }
 876
 877 /**
 878  * walker, optimizes Phi after Stores to identical places:
 879  * Does the following optimization:
 880  * @verbatim
 881  *
 882  *   val1   val2   val3          val1  val2  val3
 883  *    |      |      |               \    |    /
 884  *   Str    Str    Str               \   |   /
 885  *      \    |    /                   PhiData
 886  *       \   |   /                       |
 887  *        \  |  /                       Str
 888  *          PhiM
 889  *
 890  * @endverbatim
 891  * This reduces the number of stores and allows for predicated execution.
 892  * Moves Stores back to the end of a function which may be bad.
 893  *
 894  * This is only possible if the predecessor blocks have only one successor.
 895  */
 896 static unsigned optimize_phi(ir_node *phi, walk_env_t *wenv)
 897 {
 898   int i, n;
 899   ir_node *store, *old_store, *ptr, *block, *phiM, *phiD, *exc, *projM;
 900   ir_mode *mode;
 901   ir_node **inM, **inD, **stores;
 902   int *idx;
 903   dbg_info *db = NULL;
 904   ldst_info_t *info;
 905   block_info_t *bl_info;
 906   unsigned res = 0;
 907
 908   /* Must be a memory Phi */
 909   if (get_irn_mode(phi) != mode_M)
 910     return 0;
 911
 912   n = get_Phi_n_preds(phi);
 913   if (n <= 0)
 914     return 0;
 915
 916   store = skip_Proj(get_Phi_pred(phi, 0));
 917   old_store = store;
 918   if (get_irn_op(store) != op_Store)
 919     return 0;
 920
 921   /* abort on dead blocks */
 922   if (is_Block_dead(get_nodes_block(store)))
 923     return 0;
 924
 925   /* check if the block has only one successor */
 926   bl_info = get_irn_link(get_nodes_block(store));
 927   if (bl_info->flags)
 928     return 0;
 929
 930   /* this is the address of the store */
 931   ptr  = get_Store_ptr(store);
 932   mode = get_irn_mode(get_Store_value(store));
 933   info = get_irn_link(store);
 934   exc  = info->exc_block;
 935
 936   for (i = 1; i < n; ++i) {
 937     ir_node *pred = skip_Proj(get_Phi_pred(phi, i));
 938
 939     if (get_irn_op(pred) != op_Store)
 940       return 0;
 941
 942     if (ptr != get_Store_ptr(pred) || mode != get_irn_mode(get_Store_value(pred)))
 943       return 0;
 944
 945     info = get_irn_link(pred);
 946
 947     /* check, if all stores have the same exception flow */
 948     if (exc != info->exc_block)
 949       return 0;
 950
 951     /* abort on dead blocks */
 952     if (is_Block_dead(get_nodes_block(store)))
 953       return 0;
 954
 955     /* check if the block has only one successor */
 956     bl_info = get_irn_link(get_nodes_block(store));
 957     if (bl_info->flags)
 958       return 0;
 959   }
 960
 961   /*
 962    * ok, when we are here, we found all predecessors of a Phi that
 963    * are Stores to the same address and size. That means whatever
 964    * we do before we enter the block of the Phi, we do a Store.
 965    * So, we can move the Store to the current block:
 966    *
 967    *   val1    val2    val3          val1  val2  val3
 968    *    |       |       |               \    |    /
 969    * | Str | | Str | | Str |             \   |   /
 970    *      \     |     /                   PhiData
 971    *       \    |    /                       |
 972    *        \   |   /                       Str
 973    *           PhiM
 974    *
 975    * Is only allowed if the predecessor blocks have only one successor.
 976    */
 977
 978   /* first step: collect all inputs */
 979   NEW_ARR_A(ir_node *, stores, n);
 980   NEW_ARR_A(ir_node *, inM, n);
 981   NEW_ARR_A(ir_node *, inD, n);
 982   NEW_ARR_A(int, idx, n);
 983
 984   /* prepare: skip the memory proj: we need this in the case some stores
 985      are cascaded */
 986   for (i = 0; i < n; ++i) {
 987     ir_node *pred = skip_Proj(get_Phi_pred(phi, i));
 988     info = get_irn_link(pred);
 989
 990     stores[i] = pred;
 991
 992     exchange(info->projs[pn_Store_M], get_Store_mem(pred));
 993   }
 994
 995   for (i = 0; i < n; ++i) {
 996     ir_node *pred = stores[i];
 997     info = get_irn_link(pred);
 998
 999     inM[i] = get_Store_mem(pred);
1000     inD[i] = get_Store_value(pred);
1001     idx[i] = info->exc_idx;
1002
1003     /* Should we here replace the Proj after the Store by
1004      * the Store's memory? Would be save but should not be needed,
1005      * because we checked that all pred blocks have only one
1006      * control flow successor.
1007      */
1008   }
1009   block = get_nodes_block(phi);
1010
1011   /* second step: create a new memory Phi */
1012   phiM = new_rd_Phi(get_irn_dbg_info(phi), current_ir_graph, block, n, inM, mode_M);
1013
1014   /* third step: create a new data Phi */
1015   phiD = new_rd_Phi(get_irn_dbg_info(phi), current_ir_graph, block, n, inD, mode);
1016
1017   /* fourth step: create the Store */
1018   store = new_rd_Store(db, current_ir_graph, block, phiM, ptr, phiD);
1019 #ifdef DO_CACHEOPT
1020   co_set_irn_name(store, co_get_irn_ident(old_store));
1021 #endif
1022
1023   projM = new_rd_Proj(NULL, current_ir_graph, block, store, mode_M, pn_Store_M);
1024
1025   info = get_ldst_info(store, wenv);
1026   info->projs[pn_Store_M] = projM;
1027
1028   /* fifths step: repair exception flow */
1029   if (exc) {
1030     ir_node *projX = new_rd_Proj(NULL, current_ir_graph, block, store, mode_X, pn_Store_X_except);
1031
1032     info->projs[pn_Store_X_except] = projX;
1033     info->exc_block                = exc;
1034     info->exc_idx                  = idx[0];
1035
1036     for (i = 0; i < n; ++i) {
1037       set_Block_cfgpred(exc, idx[i], projX);
1038     }
1039
1040     if (n > 1) {
1041       /* the exception block should be optimized as some inputs are identical now */
1042     }
1043
1044     res |= CF_CHANGED;
1045   }
1046
1047   /* sixth step: replace old Phi */
1048   exchange(phi, projM);
1049
1050   return res | DF_CHANGED;
1051 }
1052
1053 /**
1054  * walker, do the optimizations
1055  */
1056 static void do_load_store_optimize(ir_node *n, void *env)
1057 {
1058   walk_env_t *wenv = env;
1059
1060   switch (get_irn_opcode(n)) {
1061
1062   case iro_Load:
1063     wenv->changes |= optimize_load(n);
1064     break;
1065
1066   case iro_Store:
1067     wenv->changes |= optimize_store(n);
1068     break;
1069
1070   case iro_Phi:
1071     wenv->changes |= optimize_phi(n, wenv);
1072
1073   default:
1074     ;
1075   }
1076 }
1077
1078 /*
1079  * do the load store optimization
1080  */
1081 void optimize_load_store(ir_graph *irg)
1082 {
1083   walk_env_t env;
1084   int        was_activ;
1085
1086   assert(get_irg_phase_state(irg) != phase_building);
1087   assert(get_irg_pinned(irg) != op_pin_state_floats &&
1088     "LoadStore optimization needs pinned graph");
1089
1090   if (! get_opt_redundant_loadstore())
1091     return;
1092
1093   was_activ = edges_activated(irg);
1094   if (was_activ) {
1095     /* we need "fresh" edges */
1096     edges_deactivate(irg);
1097   }
1098   edges_activate(irg);
1099
1100   obstack_init(&env.obst);
1101   env.changes = 0;
1102
1103   /* init the links, then collect Loads/Stores/Proj's in lists */
1104   master_visited = 0;
1105   irg_walk_graph(irg, firm_clear_link, collect_nodes, &env);
1106
1107   /* now we have collected enough information, optimize */
1108   irg_walk_graph(irg, NULL, do_load_store_optimize, &env);
1109
1110   obstack_free(&env.obst, NULL);
1111
1112   /* Handle graph state */
1113   if (env.changes) {
1114     if (get_irg_outs_state(irg) == outs_consistent)
1115       set_irg_outs_inconsistent(irg);
1116   }
1117
1118   if (env.changes & CF_CHANGED) {
1119     /* is this really needed: Yes, control flow changed, block might
1120        have Bad() predecessors. */
1121     set_irg_doms_inconsistent(irg);
1122   }
1123
1124   if (! was_activ)
1125     edges_deactivate(irg);
1126 }