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