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) {
 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_node *mem, *ptr, *new_node;
 578   entity *ent;
 579   unsigned res = 0;
 580
 581   /* do NOT touch volatile loads for now */
 582   if (get_Load_volatility(load) == volatility_is_volatile)
 583     return 0;
 584
 585   /* the address of the load to be optimized */
 586   ptr = get_Load_ptr(load);
 587
 588   /*
 589    * Check if we can remove the exception from a Load:
 590    * This can be done, if the address is from an Sel(Alloc) and
 591    * the Sel type is a subtype of the allocated type.
 592    *
 593    * This optimizes some often used OO constructs,
 594    * like x = new O; x->t;
 595    */
 596   if (info->projs[pn_Load_X_except]) {
 597     if (is_Sel(ptr)) {
 598       ir_node *mem = get_Sel_mem(ptr);
 599
 600       if (get_irn_op(skip_Proj(mem)) == op_Alloc) {
 601         /* ok, check the types */
 602         entity  *ent    = get_Sel_entity(ptr);
 603         ir_type *s_type = get_entity_type(ent);
 604         ir_type *a_type = get_Alloc_type(mem);
 605
 606         if (is_SubClass_of(s_type, a_type)) {
 607           /* ok, condition met: there can't be an exception because
 608            * Alloc guarantees that enough memory was allocated */
 609
 610           exchange(info->projs[pn_Load_X_except], new_Bad());
 611           info->projs[pn_Load_X_except] = NULL;
 612           res |= CF_CHANGED;
 613         }
 614       }
 615     }
 616     else if ((get_irn_op(skip_Proj(ptr)) == op_Alloc) ||
 617              ((get_irn_op(ptr) == op_Cast) && (get_irn_op(skip_Proj(get_Cast_op(ptr))) == op_Alloc))) {
 618       /* simple case: a direct load after an Alloc. Firm Alloc throw
 619        * an exception in case of out-of-memory. So, there is no way for an
 620        * exception in this load.
 621        * This code is constructed by the "exception lowering" in the Jack compiler.
 622        */
 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
 629   /* the mem of the Load. Must still be returned after optimization */
 630   mem  = get_Load_mem(load);
 631
 632   if (! info->projs[pn_Load_res] && ! info->projs[pn_Load_X_except]) {
 633     /* a Load which value is neither used nor exception checked, remove it */
 634     exchange(info->projs[pn_Load_M], mem);
 635
 636     exchange(load, new_Bad());
 637     reduce_adr_usage(ptr);
 638     return res | DF_CHANGED;
 639   }
 640
 641   /* Load from a constant polymorphic field, where we can resolve
 642      polymorphism. */
 643   new_node = transform_node_Load(load);
 644   if (new_node != load) {
 645     if (info->projs[pn_Load_M]) {
 646       exchange(info->projs[pn_Load_M], mem);
 647       info->projs[pn_Load_M] = NULL;
 648     }
 649     if (info->projs[pn_Load_X_except]) {
 650       exchange(info->projs[pn_Load_X_except], new_Bad());
 651       info->projs[pn_Load_X_except] = NULL;
 652     }
 653     if (info->projs[pn_Load_res])
 654       exchange(info->projs[pn_Load_res], new_node);
 655
 656     exchange(load, new_Bad());
 657     reduce_adr_usage(ptr);
 658     return res | DF_CHANGED;
 659   }
 660
 661   /* check if we can determine the entity that will be loaded */
 662   ent = find_constant_entity(ptr);
 663   if (ent) {
 664     if ((allocation_static == get_entity_allocation(ent)) &&
 665         (visibility_external_allocated != get_entity_visibility(ent))) {
 666       /* a static allocation that is not external: there should be NO exception
 667        * when loading. */
 668
 669       /* no exception, clear the info field as it might be checked later again */
 670       if (info->projs[pn_Load_X_except]) {
 671         exchange(info->projs[pn_Load_X_except], new_Bad());
 672         info->projs[pn_Load_X_except] = NULL;
 673         res |= CF_CHANGED;
 674       }
 675
 676       if (variability_constant == get_entity_variability(ent)
 677                 && is_atomic_entity(ent)) {
 678         /* Might not be atomic after
 679            lowering of Sels.  In this
 680            case we could also load, but
 681            it's more complicated. */
 682         /* more simpler case: we load the content of a constant value:
 683          * replace it by the constant itself
 684          */
 685
 686         /* no memory */
 687         if (info->projs[pn_Load_M]) {
 688           exchange(info->projs[pn_Load_M], mem);
 689           res |= DF_CHANGED;
 690         }
 691         /* no result :-) */
 692         if (info->projs[pn_Load_res]) {
 693           if (is_atomic_entity(ent)) {
 694             ir_node *c = copy_const_value(get_irn_dbg_info(load), get_atomic_ent_value(ent));
 695
 696             DBG_OPT_RC(load, c);
 697             exchange(info->projs[pn_Load_res], c);
 698             res |= DF_CHANGED;
 699           }
 700         }
 701         exchange(load, new_Bad());
 702         reduce_adr_usage(ptr);
 703         return res;
 704       }
 705       else if (variability_constant == get_entity_variability(ent)) {
 706         compound_graph_path *path = get_accessed_path(ptr);
 707
 708         if (path) {
 709           ir_node *c;
 710
 711           assert(is_proper_compound_graph_path(path, get_compound_graph_path_length(path)-1));
 712           /*
 713           {
 714             int j;
 715             for (j = 0; j < get_compound_graph_path_length(path); ++j) {
 716               entity *node = get_compound_graph_path_node(path, j);
 717               fprintf(stdout, ".%s", get_entity_name(node));
 718               if (is_Array_type(get_entity_owner(node)))
 719                       fprintf(stdout, "[%d]", get_compound_graph_path_array_index(path, j));
 720             }
 721             printf("\n");
 722           }
 723           */
 724
 725           c = get_compound_ent_value_by_path(ent, path);
 726           free_compound_graph_path(path);
 727
 728           /* printf("  cons: "); DDMN(c); */
 729
 730           if (info->projs[pn_Load_M]) {
 731             exchange(info->projs[pn_Load_M], mem);
 732             res |= DF_CHANGED;
 733           }
 734           if (info->projs[pn_Load_res]) {
 735             exchange(info->projs[pn_Load_res], copy_const_value(get_irn_dbg_info(load), c));
 736             res |= DF_CHANGED;
 737           }
 738           exchange(load, new_Bad());
 739           reduce_adr_usage(ptr);
 740           return res;
 741         }
 742         else {
 743           /*  We can not determine a correct access path.  E.g., in jack, we load
 744                     a byte from an object to generate an exception.   Happens in test program
 745                     Reflectiontest.
 746           printf(">>>>>>>>>>>>> Found access to constant entity %s in function %s\n", get_entity_name(ent),
 747            get_entity_name(get_irg_entity(current_ir_graph)));
 748           printf("  load: "); DDMN(load);
 749           printf("  ptr:  "); DDMN(ptr);
 750           */
 751         }
 752       }
 753     }
 754   }
 755
 756   /* Check, if the address of this load is used more than once.
 757    * If not, this load cannot be removed in any case. */
 758   if (get_irn_n_uses(ptr) <= 1)
 759     return res;
 760
 761   /*
 762    * follow the memory chain as long as there are only Loads
 763    * and try to replace current Load or Store by a previous one.
 764    * Note that in unreachable loops it might happen that we reach
 765    * load again, as well as we can fall into a cycle.
 766    * We break such cycles using a special visited flag.
 767    */
 768   INC_MASTER();
 769   res = follow_Load_chain(load, skip_Proj(mem));
 770   return res;
 771 }
 772
 773 /**
 774  * follow the memory chain as long as there are only Loads.
 775  *
 776  * INC_MASTER() must be called before dive into
 777  */
 778 static unsigned follow_Load_chain_for_Store(ir_node *store, ir_node *curr) {
 779   unsigned res = 0;
 780   ldst_info_t *info = get_irn_link(store);
 781   ir_node *pred;
 782   ir_node *ptr = get_Store_ptr(store);
 783   ir_node *mem = get_Store_mem(store);
 784   ir_node *value = get_Store_value(store);
 785   ir_mode *mode  = get_irn_mode(value);
 786   ir_node *block = get_nodes_block(store);
 787
 788   for (pred = curr; pred != store; pred = skip_Proj(get_Load_mem(pred))) {
 789     ldst_info_t *pred_info = get_irn_link(pred);
 790
 791     /*
 792      * BEWARE: one might think that checking the modes is useless, because
 793      * if the pointers are identical, they refer to the same object.
 794      * This is only true in strong typed languages, not is C were the following
 795      * is possible *(ir_type1 *)p = a; *(ir_type2 *)p = b ...
 796      */
 797     if (get_irn_op(pred) == op_Store && get_Store_ptr(pred) == ptr &&
 798         get_nodes_block(pred) == block && get_irn_mode(get_Store_value(pred)) == mode) {
 799       /*
 800        * a Store after a Store in the same block -- a write after write.
 801        * We may remove the first Store, if it does not have an exception handler.
 802        *
 803        * TODO: What, if both have the same exception handler ???
 804        */
 805       if (get_Store_volatility(pred) != volatility_is_volatile && !pred_info->projs[pn_Store_X_except]) {
 806         DBG_OPT_WAW(pred, store);
 807         exchange( pred_info->projs[pn_Store_M], get_Store_mem(pred) );
 808         exchange(pred, new_Bad());
 809         reduce_adr_usage(ptr);
 810         return DF_CHANGED;
 811       }
 812     }
 813     else if (get_irn_op(pred) == op_Load && get_Load_ptr(pred) == ptr &&
 814              value == pred_info->projs[pn_Load_res]) {
 815       /*
 816        * a Store of a value after a Load -- a write after read.
 817        * We may remove the second Store, if it does not have an exception handler.
 818        */
 819       if (! info->projs[pn_Store_X_except]) {
 820         DBG_OPT_WAR(store, pred);
 821         exchange( info->projs[pn_Store_M], mem );
 822         exchange(store, new_Bad());
 823         reduce_adr_usage(ptr);
 824         return DF_CHANGED;
 825       }
 826     }
 827
 828     /* follow only Load chains */
 829     if (get_irn_op(pred) != op_Load)
 830       break;
 831
 832     /* check for cycles */
 833     if (NODE_VISITED(pred_info))
 834       break;
 835     MARK_NODE(pred_info);
 836   }
 837
 838   if (get_irn_op(pred) == op_Sync) {
 839     int i;
 840
 841     /* handle all Sync predecessors */
 842     for (i = get_Sync_n_preds(pred) - 1; i >= 0; --i) {
 843       res |= follow_Load_chain_for_Store(store, skip_Proj(get_Sync_pred(pred, i)));
 844       if (res)
 845         break;
 846     }
 847   }
 848   return res;
 849 }
 850
 851 /**
 852  * optimize a Store
 853  */
 854 static unsigned optimize_store(ir_node *store)
 855 {
 856   ir_node *ptr, *mem;
 857
 858   if (get_Store_volatility(store) == volatility_is_volatile)
 859     return 0;
 860
 861   ptr = get_Store_ptr(store);
 862
 863   /* Check, if the address of this load is used more than once.
 864    * If not, this load cannot be removed in any case. */
 865   if (get_irn_n_uses(ptr) <= 1)
 866     return 0;
 867
 868   mem = get_Store_mem(store);
 869
 870   /* follow the memory chain as long as there are only Loads */
 871   INC_MASTER();
 872   return follow_Load_chain_for_Store(store, skip_Proj(mem));
 873 }
 874
 875 /**
 876  * walker, optimizes Phi after Stores to identical places:
 877  * Does the following optimization:
 878  * @verbatim
 879  *
 880  *   val1   val2   val3          val1  val2  val3
 881  *    |      |      |               \    |    /
 882  *  Store  Store  Store              \   |   /
 883  *      \    |    /                   PhiData
 884  *       \   |   /                       |
 885  *        \  |  /                      Store
 886  *          PhiM
 887  *
 888  * @endverbatim
 889  * This reduces the number of stores and allows for predicated execution.
 890  * Moves Stores back to the end of a function which may be bad.
 891  *
 892  * This is only possible if the predecessor blocks have only one successor.
 893  */
 894 static unsigned optimize_phi(ir_node *phi, walk_env_t *wenv)
 895 {
 896   int i, n;
 897   ir_node *store, *old_store, *ptr, *block, *phi_block, *phiM, *phiD, *exc, *projM;
 898   ir_mode *mode;
 899   ir_node **inM, **inD, **stores;
 900   int *idx;
 901   dbg_info *db = NULL;
 902   ldst_info_t *info;
 903   block_info_t *bl_info;
 904   unsigned res = 0;
 905
 906   /* Must be a memory Phi */
 907   if (get_irn_mode(phi) != mode_M)
 908     return 0;
 909
 910   n = get_Phi_n_preds(phi);
 911   if (n <= 0)
 912     return 0;
 913
 914   store = skip_Proj(get_Phi_pred(phi, 0));
 915   old_store = store;
 916   if (get_irn_op(store) != op_Store)
 917     return 0;
 918
 919   block = get_nodes_block(store);
 920
 921   /* abort on dead blocks */
 922   if (is_Block_dead(block))
 923     return 0;
 924
 925   /* check if the block is post dominated by Phi-block
 926      and has no exception exit */
 927   bl_info = get_irn_link(block);
 928   if (bl_info->flags & BLOCK_HAS_EXC)
 929     return 0;
 930
 931   phi_block = get_nodes_block(phi);
 932   if (! block_postdominates(phi_block, block))
 933     return 0;
 934
 935   /* this is the address of the store */
 936   ptr  = get_Store_ptr(store);
 937   mode = get_irn_mode(get_Store_value(store));
 938   info = get_irn_link(store);
 939   exc  = info->exc_block;
 940
 941   for (i = 1; i < n; ++i) {
 942     ir_node *pred = skip_Proj(get_Phi_pred(phi, i));
 943
 944     if (get_irn_op(pred) != op_Store)
 945       return 0;
 946
 947     if (ptr != get_Store_ptr(pred) || mode != get_irn_mode(get_Store_value(pred)))
 948       return 0;
 949
 950     info = get_irn_link(pred);
 951
 952     /* check, if all stores have the same exception flow */
 953     if (exc != info->exc_block)
 954       return 0;
 955
 956     /* abort on dead blocks */
 957     block = get_nodes_block(pred);
 958     if (is_Block_dead(block))
 959       return 0;
 960
 961     /* check if the block is post dominated by Phi-block
 962        and has no exception exit. Note that block must be different from
 963            Phi-block, else we would move a Store from end End of a block to its
 964            Start... */
 965     bl_info = get_irn_link(block);
 966     if (bl_info->flags & BLOCK_HAS_EXC)
 967       return 0;
 968     if (block == phi_block || ! block_postdominates(phi_block, block))
 969       return 0;
 970   }
 971
 972   /*
 973    * ok, when we are here, we found all predecessors of a Phi that
 974    * are Stores to the same address and size. That means whatever
 975    * we do before we enter the block of the Phi, we do a Store.
 976    * So, we can move the Store to the current block:
 977    *
 978    *   val1    val2    val3          val1  val2  val3
 979    *    |       |       |               \    |    /
 980    * | Str | | Str | | Str |             \   |   /
 981    *      \     |     /                   PhiData
 982    *       \    |    /                       |
 983    *        \   |   /                       Str
 984    *           PhiM
 985    *
 986    * Is only allowed if the predecessor blocks have only one successor.
 987    */
 988
 989   NEW_ARR_A(ir_node *, stores, n);
 990   NEW_ARR_A(ir_node *, inM, n);
 991   NEW_ARR_A(ir_node *, inD, n);
 992   NEW_ARR_A(int, idx, n);
 993
 994   /* Prepare: Collect all Store nodes.  We must do this
 995      first because we otherwise may loose a store when exchanging its
 996      memory Proj.
 997    */
 998   for (i = 0; i < n; ++i)
 999     stores[i] = skip_Proj(get_Phi_pred(phi, i));
1000
1001   /* Prepare: Skip the memory Proj: we need this in the case some stores
1002      are cascaded.
1003      Beware: One Store might be included more than once in the stores[]
1004      list, so we must prevent to do the exchange more than once.
1005    */
1006   for (i = 0; i < n; ++i) {
1007     ir_node *store = stores[i];
1008     ir_node *proj_m;
1009
1010     info = get_irn_link(store);
1011     proj_m = info->projs[pn_Store_M];
1012
1013     if (is_Proj(proj_m) && get_Proj_pred(proj_m) == store)
1014       exchange(proj_m, get_Store_mem(store));
1015   }
1016
1017   /* first step: collect all inputs */
1018   for (i = 0; i < n; ++i) {
1019     ir_node *store = stores[i];
1020     info = get_irn_link(store);
1021
1022     inM[i] = get_Store_mem(store);
1023     inD[i] = get_Store_value(store);
1024     idx[i] = info->exc_idx;
1025   }
1026   block = get_nodes_block(phi);
1027
1028   /* second step: create a new memory Phi */
1029   phiM = new_rd_Phi(get_irn_dbg_info(phi), current_ir_graph, block, n, inM, mode_M);
1030
1031   /* third step: create a new data Phi */
1032   phiD = new_rd_Phi(get_irn_dbg_info(phi), current_ir_graph, block, n, inD, mode);
1033
1034   /* fourth step: create the Store */
1035   store = new_rd_Store(db, current_ir_graph, block, phiM, ptr, phiD);
1036 #ifdef DO_CACHEOPT
1037   co_set_irn_name(store, co_get_irn_ident(old_store));
1038 #endif
1039
1040   projM = new_rd_Proj(NULL, current_ir_graph, block, store, mode_M, pn_Store_M);
1041
1042   info = get_ldst_info(store, wenv);
1043   info->projs[pn_Store_M] = projM;
1044
1045   /* fifths step: repair exception flow */
1046   if (exc) {
1047     ir_node *projX = new_rd_Proj(NULL, current_ir_graph, block, store, mode_X, pn_Store_X_except);
1048
1049     info->projs[pn_Store_X_except] = projX;
1050     info->exc_block                = exc;
1051     info->exc_idx                  = idx[0];
1052
1053     for (i = 0; i < n; ++i) {
1054       set_Block_cfgpred(exc, idx[i], projX);
1055     }
1056
1057     if (n > 1) {
1058       /* the exception block should be optimized as some inputs are identical now */
1059     }
1060
1061     res |= CF_CHANGED;
1062   }
1063
1064   /* sixth step: replace old Phi */
1065   exchange(phi, projM);
1066
1067   return res | DF_CHANGED;
1068 }
1069
1070 /**
1071  * walker, do the optimizations
1072  */
1073 static void do_load_store_optimize(ir_node *n, void *env)
1074 {
1075   walk_env_t *wenv = env;
1076
1077   switch (get_irn_opcode(n)) {
1078
1079   case iro_Load:
1080     wenv->changes |= optimize_load(n);
1081     break;
1082
1083   case iro_Store:
1084     wenv->changes |= optimize_store(n);
1085     break;
1086
1087   case iro_Phi:
1088     wenv->changes |= optimize_phi(n, wenv);
1089
1090   default:
1091     ;
1092   }
1093 }
1094
1095 /*
1096  * do the load store optimization
1097  */
1098 void optimize_load_store(ir_graph *irg)
1099 {
1100   walk_env_t env;
1101
1102   assert(get_irg_phase_state(irg) != phase_building);
1103   assert(get_irg_pinned(irg) != op_pin_state_floats &&
1104     "LoadStore optimization needs pinned graph");
1105
1106   if (! get_opt_redundant_loadstore())
1107     return;
1108
1109   edges_assure(irg);
1110
1111   /* for Phi optimization post-dominators are needed ... */
1112   assure_postdoms(irg);
1113
1114   obstack_init(&env.obst);
1115   env.changes = 0;
1116
1117   /* init the links, then collect Loads/Stores/Proj's in lists */
1118   master_visited = 0;
1119   irg_walk_graph(irg, firm_clear_link, collect_nodes, &env);
1120
1121   /* now we have collected enough information, optimize */
1122   irg_walk_graph(irg, NULL, do_load_store_optimize, &env);
1123
1124   obstack_free(&env.obst, NULL);
1125
1126   /* Handle graph state */
1127   if (env.changes) {
1128     if (get_irg_outs_state(irg) == outs_consistent)
1129       set_irg_outs_inconsistent(irg);
1130   }
1131
1132   if (env.changes & CF_CHANGED) {
1133     /* is this really needed: Yes, control flow changed, block might
1134        have Bad() predecessors. */
1135     set_irg_doms_inconsistent(irg);
1136   }
1137 }