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:
   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       type *tp    = get_entity_owner(ent);
 291
 292       /* Do not fiddle about polymorphy. */
 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  * optimize a Load
 399  */
 400 static unsigned optimize_load(ir_node *load)
 401 {
 402   ldst_info_t *info = get_irn_link(load);
 403   ir_mode *load_mode = get_Load_mode(load);
 404   ir_node *pred, *mem, *ptr, *new_node;
 405   entity *ent;
 406   unsigned res = 0;
 407
 408   /* do NOT touch volatile loads for now */
 409   if (get_Load_volatility(load) == volatility_is_volatile)
 410     return 0;
 411
 412   /* the address of the load to be optimized */
 413   ptr = get_Load_ptr(load);
 414
 415   /*
 416    * Check if we can remove the exception from a Load:
 417    * This can be done, if the address is from an Sel(Alloc) and
 418    * the Sel type is a subtype of the allocated type.
 419    *
 420    * This optimizes some often used OO constructs,
 421    * like x = new O; x->t;
 422    */
 423   if (info->projs[pn_Load_X_except]) {
 424     if (get_irn_op(ptr) == op_Sel) {
 425       ir_node *mem = get_Sel_mem(ptr);
 426
 427       if (get_irn_op(skip_Proj(mem)) == op_Alloc) {
 428         /* ok, check the types */
 429         entity *ent  = get_Sel_entity(ptr);
 430         type *s_type = get_entity_type(ent);
 431         type *a_type = get_Alloc_type(mem);
 432
 433         if (is_subclass_of(s_type, a_type)) {
 434           /* ok, condition met: there can't be an exception because
 435            * Alloc guarantees that enough memory was allocated */
 436
 437           exchange(info->projs[pn_Load_X_except], new_Bad());
 438           info->projs[pn_Load_X_except] = NULL;
 439           res |= CF_CHANGED;
 440         }
 441       }
 442     }
 443     else if ((get_irn_op(skip_Proj(ptr)) == op_Alloc) ||
 444              ((get_irn_op(ptr) == op_Cast) && (get_irn_op(skip_Proj(get_Cast_op(ptr))) == op_Alloc))) {
 445       /* simple case: a direct load after an Alloc. Firm Alloc throw
 446        * an exception in case of out-of-memory. So, there is no way for an
 447        * exception in this load.
 448        * This code is constructed by the "exception lowering" in the Jack compiler.
 449        */
 450        exchange(info->projs[pn_Load_X_except], new_Bad());
 451        info->projs[pn_Load_X_except] = NULL;
 452        res |= CF_CHANGED;
 453     }
 454   }
 455
 456   /* the mem of the Load. Must still be returned after optimization */
 457   mem  = get_Load_mem(load);
 458
 459   if (! info->projs[pn_Load_res] && ! info->projs[pn_Load_X_except]) {
 460     /* a Load which value is neither used nor exception checked, remove it */
 461     exchange(info->projs[pn_Load_M], mem);
 462
 463     return res | DF_CHANGED;
 464   }
 465
 466   /* Load from a constant polymorphic field, where we can resolve
 467      polymorphy. */
 468   new_node = transform_node_Load(load);
 469   if (new_node != load) {
 470     if (info->projs[pn_Load_M]) {
 471       exchange(info->projs[pn_Load_M], mem);
 472       info->projs[pn_Load_M] = NULL;
 473     }
 474     if (info->projs[pn_Load_X_except]) {
 475       exchange(info->projs[pn_Load_X_except], new_Bad());
 476       info->projs[pn_Load_X_except] = NULL;
 477     }
 478     if (info->projs[pn_Load_res])
 479       exchange(info->projs[pn_Load_res], new_node);
 480     return res | DF_CHANGED;
 481   }
 482
 483   /* check if we can determine the entity that will be loaded */
 484   ent = find_constant_entity(ptr);
 485   if (ent) {
 486     if ((allocation_static == get_entity_allocation(ent)) &&
 487         (visibility_external_allocated != get_entity_visibility(ent))) {
 488       /* a static allocation that is not external: there should be NO exception
 489        * when loading. */
 490
 491       /* no exception, clear the info field as it might be checked later again */
 492       if (info->projs[pn_Load_X_except]) {
 493         exchange(info->projs[pn_Load_X_except], new_Bad());
 494         info->projs[pn_Load_X_except] = NULL;
 495         res |= CF_CHANGED;
 496       }
 497
 498       if (variability_constant == get_entity_variability(ent)
 499                 && is_atomic_entity(ent)) {
 500         /* Might not be atomic after
 501            lowering of Sels.  In this
 502            case we could also load, but
 503            it's more complicated. */
 504         /* more simpler case: we load the content of a constant value:
 505          * replace it by the constant itself
 506          */
 507
 508         /* no memory */
 509         if (info->projs[pn_Load_M]) {
 510           exchange(info->projs[pn_Load_M], mem);
 511           res |= DF_CHANGED;
 512         }
 513
 514         /* no result :-) */
 515         if (info->projs[pn_Load_res]) {
 516           if (is_atomic_entity(ent)) {
 517             ir_node *c = copy_const_value(get_irn_dbg_info(load), get_atomic_ent_value(ent));
 518
 519             DBG_OPT_RC(load, c);
 520             exchange(info->projs[pn_Load_res], c);
 521             return DF_CHANGED | res;
 522           }
 523         }
 524       }
 525       else if (variability_constant == get_entity_variability(ent)) {
 526         compound_graph_path *path = get_accessed_path(ptr);
 527
 528         if (path) {
 529           ir_node *c;
 530
 531           assert(is_proper_compound_graph_path(path, get_compound_graph_path_length(path)-1));
 532           /*
 533           {
 534             int j;
 535             for (j = 0; j < get_compound_graph_path_length(path); ++j) {
 536               entity *node = get_compound_graph_path_node(path, j);
 537               fprintf(stdout, ".%s", get_entity_name(node));
 538               if (is_Array_type(get_entity_owner(node)))
 539                       fprintf(stdout, "[%d]", get_compound_graph_path_array_index(path, j));
 540             }
 541             printf("\n");
 542           }
 543           */
 544
 545           c = get_compound_ent_value_by_path(ent, path);
 546           free_compound_graph_path(path);
 547
 548           /* printf("  cons: "); DDMN(c); */
 549
 550           if (info->projs[pn_Load_M]) {
 551             exchange(info->projs[pn_Load_M], mem);
 552             res |= DF_CHANGED;
 553           }
 554           if (info->projs[pn_Load_res]) {
 555             exchange(info->projs[pn_Load_res], copy_const_value(get_irn_dbg_info(load), c));
 556             return res | DF_CHANGED;
 557           }
 558         }
 559         else {
 560           /*  We can not determine a correct access path.  E.g., in jack, we load
 561                     a byte from an object to generate an exception.   Happens in test program
 562                     Reflectiontest.
 563           printf(">>>>>>>>>>>>> Found access to constant entity %s in function %s\n", get_entity_name(ent),
 564            get_entity_name(get_irg_entity(current_ir_graph)));
 565           printf("  load: "); DDMN(load);
 566           printf("  ptr:  "); DDMN(ptr);
 567           */
 568         }
 569       }
 570     }
 571   }
 572
 573   /* Check, if the address of this load is used more than once.
 574    * If not, this load cannot be removed in any case. */
 575   if (get_irn_out_n(ptr) <= 1)
 576     return res;
 577
 578   /*
 579    * follow the memory chain as long as there are only Loads
 580    * and try to replace current Load or Store by a previous one.
 581    * Note that in unreachable loops it might happen that we reach
 582    * load again, as well as we can fall into a cycle.
 583    * We break such cycles using a special visited flag.
 584    */
 585   INC_MASTER();
 586   for (pred = skip_Proj(mem); load != pred; pred = skip_Proj(get_Load_mem(pred))) {
 587     ldst_info_t *pred_info = get_irn_link(pred);
 588
 589     /*
 590      * BEWARE: one might think that checking the modes is useless, because
 591      * if the pointers are identical, they refer to the same object.
 592      * This is only true in strong typed languages, not in C were the following
 593      * is possible a = *(type1 *)p; b = *(type2 *)p ...
 594      */
 595
 596     if (get_irn_op(pred) == op_Store && get_Store_ptr(pred) == ptr &&
 597         get_irn_mode(get_Store_value(pred)) == load_mode) {
 598       /*
 599        * a Load immediately after a Store -- a read after write.
 600        * We may remove the Load, if both Load & Store does not have an exception handler
 601        * OR they are in the same block. In the latter case the Load cannot
 602        * throw an exception when the previous Store was quiet.
 603        *
 604        * Why we need to check for Store Exception? If the Store cannot
 605        * be executed (ROM) the exception handler might simply jump into
 606        * the load block :-(
 607        * We could make it a little bit better if we would know that the exception
 608        * handler of the Store jumps directly to the end...
 609        */
 610       if ((!pred_info->projs[pn_Store_X_except] && !info->projs[pn_Load_X_except]) ||
 611           get_nodes_block(load) == get_nodes_block(pred)) {
 612         ir_node *value = get_Store_value(pred);
 613
 614         DBG_OPT_RAW(load, value);
 615         if (info->projs[pn_Load_M])
 616           exchange(info->projs[pn_Load_M], mem);
 617
 618         /* no exception */
 619         if (info->projs[pn_Load_X_except]) {
 620           exchange( info->projs[pn_Load_X_except], new_Bad());
 621           res |= CF_CHANGED;
 622         }
 623
 624         if (info->projs[pn_Load_res])
 625           exchange(info->projs[pn_Load_res], value);
 626
 627         return res | DF_CHANGED;
 628       }
 629     }
 630     else if (get_irn_op(pred) == op_Load && get_Load_ptr(pred) == ptr &&
 631              get_Load_mode(pred) == load_mode) {
 632       /*
 633        * a Load after a Load -- a read after read.
 634        * We may remove the second Load, if it does not have an exception handler
 635        * OR they are in the same block. In the later case the Load cannot
 636        * throw an exception when the previous Load was quiet.
 637        *
 638        * Here, there is no need to check if the previous Load has an exception
 639        * hander because they would have exact the same exception...
 640        */
 641       if (! info->projs[pn_Load_X_except] || get_nodes_block(load) == get_nodes_block(pred)) {
 642         DBG_OPT_RAR(load, pred);
 643
 644         if (pred_info->projs[pn_Load_res]) {
 645           /* we need a data proj from the previous load for this optimization */
 646           if (info->projs[pn_Load_res])
 647             exchange(info->projs[pn_Load_res], pred_info->projs[pn_Load_res]);
 648
 649           if (info->projs[pn_Load_M])
 650             exchange(info->projs[pn_Load_M], mem);
 651         }
 652         else {
 653           if (info->projs[pn_Load_res]) {
 654             set_Proj_pred(info->projs[pn_Load_res], pred);
 655             set_nodes_block(info->projs[pn_Load_res], get_nodes_block(pred));
 656             pred_info->projs[pn_Load_res] = info->projs[pn_Load_res];
 657           }
 658           if (info->projs[pn_Load_M]) {
 659             /* Actually, this if should not be necessary.  Construct the Loads
 660                properly!!! */
 661             exchange(info->projs[pn_Load_M], mem);
 662           }
 663         }
 664
 665         /* no exception */
 666         if (info->projs[pn_Load_X_except]) {
 667           exchange(info->projs[pn_Load_X_except], new_Bad());
 668           res |= CF_CHANGED;
 669         }
 670
 671         return res |= DF_CHANGED;
 672       }
 673     }
 674
 675     /* follow only Load chains */
 676     if (get_irn_op(pred) != op_Load)
 677       break;
 678
 679     /* check for cycles */
 680     if (NODE_VISITED(pred_info))
 681       break;
 682     MARK_NODE(pred_info);
 683   }
 684   return res;
 685 }
 686
 687 /**
 688  * optimize a Store
 689  */
 690 static unsigned optimize_store(ir_node *store)
 691 {
 692   ldst_info_t *info = get_irn_link(store);
 693   ir_node *pred, *mem, *ptr, *value, *block;
 694   ir_mode *mode;
 695   unsigned res = 0;
 696
 697   if (get_Store_volatility(store) == volatility_is_volatile)
 698     return 0;
 699
 700   /*
 701    * BEWARE: one might think that checking the modes is useless, because
 702    * if the pointers are identical, they refer to the same object.
 703    * This is only true in strong typed languages, not is C were the following
 704    * is possible *(type1 *)p = a; *(type2 *)p = b ...
 705    */
 706
 707   ptr   = get_Store_ptr(store);
 708
 709   /* Check, if the address of this load is used more than once.
 710    * If not, this load cannot be removed in any case. */
 711   if (get_irn_out_n(ptr) <= 1)
 712     return 0;
 713
 714   block = get_nodes_block(store);
 715   mem   = get_Store_mem(store);
 716   value = get_Store_value(store);
 717   mode  = get_irn_mode(value);
 718
 719   /* follow the memory chain as long as there are only Loads */
 720   INC_MASTER();
 721   for (pred = skip_Proj(mem); pred != store; pred = skip_Proj(get_Load_mem(pred))) {
 722     ldst_info_t *pred_info = get_irn_link(pred);
 723
 724     if (get_irn_op(pred) == op_Store && get_Store_ptr(pred) == ptr &&
 725         get_nodes_block(pred) == block && get_irn_mode(get_Store_value(pred)) == mode) {
 726       /*
 727        * a Store after a Store in the same block -- a write after write.
 728        * We may remove the first Store, if it does not have an exception handler.
 729        *
 730        * TODO: What, if both have the same exception handler ???
 731        */
 732       if (get_Store_volatility(pred) != volatility_is_volatile && !pred_info->projs[pn_Store_X_except]) {
 733         DBG_OPT_WAW(pred, store);
 734         exchange( pred_info->projs[pn_Store_M], get_Store_mem(pred) );
 735         return DF_CHANGED;
 736       }
 737     }
 738     else if (get_irn_op(pred) == op_Load && get_Load_ptr(pred) == ptr &&
 739              value == pred_info->projs[pn_Load_res]) {
 740       /*
 741        * a Store of a value after a Load -- a write after read.
 742        * We may remove the second Store, if it does not have an exception handler.
 743        */
 744       if (! info->projs[pn_Store_X_except]) {
 745         DBG_OPT_WAR(store, pred);
 746         exchange( info->projs[pn_Store_M], mem );
 747         return DF_CHANGED;
 748       }
 749     }
 750
 751     /* follow only Load chains */
 752     if (get_irn_op(pred) != op_Load)
 753       break;
 754
 755     /* check for cycles */
 756     if (NODE_VISITED(pred_info))
 757       break;
 758     MARK_NODE(pred_info);
 759   }
 760   return res;
 761 }
 762
 763 /**
 764  * walker, optimizes Phi after Stores to identical places:
 765  * Does the following optimization:
 766  * @verbatim
 767  *
 768  *   val1   val2   val3          val1  val2  val3
 769  *    |      |      |               \    |    /
 770  *   Str    Str    Str               \   |   /
 771  *      \    |    /                   PhiData
 772  *       \   |   /                       |
 773  *        \  |  /                       Str
 774  *          PhiM
 775  *
 776  * @endverbatim
 777  * This reduces the number of stores and allows for predicated execution.
 778  * Moves Stores back to the end of a function which may be bad.
 779  *
 780  * This is only possible if the predecessor blocks have only one successor.
 781  */
 782 static unsigned optimize_phi(ir_node *phi, void *env)
 783 {
 784   walk_env_t *wenv = env;
 785   int i, n;
 786   ir_node *store, *old_store, *ptr, *block, *phiM, *phiD, *exc, *projM;
 787   ir_mode *mode;
 788   ir_node **inM, **inD;
 789   int *idx;
 790   dbg_info *db = NULL;
 791   ldst_info_t *info;
 792   block_info_t *bl_info;
 793   unsigned res = 0;
 794
 795   /* Must be a memory Phi */
 796   if (get_irn_mode(phi) != mode_M)
 797     return 0;
 798
 799   n = get_Phi_n_preds(phi);
 800   if (n <= 0)
 801     return 0;
 802
 803   store = skip_Proj(get_Phi_pred(phi, 0));
 804   old_store = store;
 805   if (get_irn_op(store) != op_Store)
 806     return 0;
 807
 808   /* abort on dead blocks */
 809   if (is_Block_dead(get_nodes_block(store)))
 810     return 0;
 811
 812   /* check if the block has only one successor */
 813   bl_info = get_irn_link(get_nodes_block(store));
 814   if (bl_info->flags)
 815     return 0;
 816
 817   /* this is the address of the store */
 818   ptr  = get_Store_ptr(store);
 819   mode = get_irn_mode(get_Store_value(store));
 820   info = get_irn_link(store);
 821   exc  = info->exc_block;
 822
 823   for (i = 1; i < n; ++i) {
 824     ir_node *pred = skip_Proj(get_Phi_pred(phi, i));
 825
 826     if (get_irn_op(pred) != op_Store)
 827       return 0;
 828
 829     if (ptr != get_Store_ptr(pred) || mode != get_irn_mode(get_Store_value(pred)))
 830       return 0;
 831
 832     info = get_irn_link(pred);
 833
 834     /* check, if all stores have the same exception flow */
 835     if (exc != info->exc_block)
 836       return 0;
 837
 838     /* abort on dead blocks */
 839     if (is_Block_dead(get_nodes_block(store)))
 840       return 0;
 841
 842     /* check if the block has only one successor */
 843     bl_info = get_irn_link(get_nodes_block(store));
 844     if (bl_info->flags)
 845       return 0;
 846   }
 847
 848   /*
 849    * ok, when we are here, we found all predecessors of a Phi that
 850    * are Stores to the same address and size. That means whatever
 851    * we do before we enter the block of the Phi, we do a Store.
 852    * So, we can move the Store to the current block:
 853    *
 854    *   val1    val2    val3          val1  val2  val3
 855    *    |       |       |               \    |    /
 856    * | Str | | Str | | Str |             \   |   /
 857    *      \     |     /                   PhiData
 858    *       \    |    /                       |
 859    *        \   |   /                       Str
 860    *           PhiM
 861    *
 862    * Is only allowed if the predecessor blocks have only one successor.
 863    */
 864
 865   /* first step: collect all inputs */
 866   NEW_ARR_A(ir_node *, inM, n);
 867   NEW_ARR_A(ir_node *, inD, n);
 868   NEW_ARR_A(int, idx, n);
 869
 870   for (i = 0; i < n; ++i) {
 871     ir_node *pred = skip_Proj(get_Phi_pred(phi, i));
 872     info = get_irn_link(pred);
 873
 874     inM[i] = get_Store_mem(pred);
 875     inD[i] = get_Store_value(pred);
 876     idx[i] = info->exc_idx;
 877   }
 878   block = get_nodes_block(phi);
 879
 880   /* second step: create a new memory Phi */
 881   phiM = new_rd_Phi(get_irn_dbg_info(phi), current_ir_graph, block, n, inM, mode_M);
 882
 883   /* third step: create a new data Phi */
 884   phiD = new_rd_Phi(get_irn_dbg_info(phi), current_ir_graph, block, n, inD, mode);
 885
 886   /* fourth step: create the Store */
 887   store = new_rd_Store(db, current_ir_graph, block, phiM, ptr, phiD);
 888 #ifdef DO_CACHEOPT
 889   co_set_irn_name(store, co_get_irn_ident(old_store));
 890 #endif
 891
 892   projM = new_rd_Proj(NULL, current_ir_graph, block, store, mode_M, pn_Store_M);
 893
 894   info = get_ldst_info(store, wenv);
 895   info->projs[pn_Store_M] = projM;
 896
 897   /* fifths step: repair exception flow */
 898   if (exc) {
 899     ir_node *projX = new_rd_Proj(NULL, current_ir_graph, block, store, mode_X, pn_Store_X_except);
 900
 901     info->projs[pn_Store_X_except] = projX;
 902     info->exc_block                = exc;
 903     info->exc_idx                  = idx[0];
 904
 905     for (i = 0; i < n; ++i) {
 906       set_Block_cfgpred(exc, idx[i], projX);
 907     }
 908
 909     if (n > 1) {
 910       /* the exception block should be optimized as some inputs are identical now */
 911     }
 912
 913     res |= CF_CHANGED;
 914   }
 915
 916   /* sixth step: replace old Phi */
 917   exchange(phi, projM);
 918
 919   return res | DF_CHANGED;
 920 }
 921
 922 /**
 923  * walker, do the optiimizations
 924  */
 925 static void do_load_store_optimize(ir_node *n, void *env)
 926 {
 927   walk_env_t *wenv = env;
 928
 929   switch (get_irn_opcode(n)) {
 930
 931   case iro_Load:
 932     wenv->changes |= optimize_load(n);
 933     break;
 934
 935   case iro_Store:
 936     wenv->changes |= optimize_store(n);
 937     break;
 938
 939   case iro_Phi:
 940     wenv->changes |= optimize_phi(n, env);
 941
 942   default:
 943     ;
 944   }
 945 }
 946
 947 /*
 948  * do the load store optimization
 949  */
 950 void optimize_load_store(ir_graph *irg)
 951 {
 952   walk_env_t env;
 953
 954   assert(get_irg_phase_state(irg) != phase_building);
 955   assert(get_irg_pinned(irg) != op_pin_state_floats &&
 956     "LoadStore optimization needs pinned graph");
 957
 958   if (! get_opt_redundant_loadstore())
 959     return;
 960
 961   obstack_init(&env.obst);
 962   env.changes = 0;
 963
 964   /* init the links, then collect Loads/Stores/Proj's in lists */
 965   master_visited = 0;
 966   irg_walk_graph(irg, firm_clear_link, collect_nodes, &env);
 967
 968   /* now we have collected enough information, optimize */
 969   irg_walk_graph(irg, NULL, do_load_store_optimize, &env);
 970
 971   obstack_free(&env.obst, NULL);
 972
 973   /* Handle graph state */
 974   if (env.changes) {
 975     if (get_irg_outs_state(current_ir_graph) == outs_consistent)
 976       set_irg_outs_inconsistent(current_ir_graph);
 977   }
 978
 979   if (env.changes & CF_CHANGED) {
 980     /* is this really needed: Yes, control flow changed, block might get Bad. */
 981     if (get_irg_dom_state(current_ir_graph) == dom_consistent)
 982       set_irg_dom_inconsistent(current_ir_graph);
 983   }
 984 }