fixed doxygen output
[libfirm] / ir / opt / ldstopt.c
index 9a77017..a74aae4 100644 (file)
@@ -2,7 +2,7 @@
  * Project:     libFIRM
  * File name:   ir/opt/ldstopt.c
  * Purpose:     load store optimizations
- * Author:
+ * Author:      Michael Beck
  * Created:
  * CVS-ID:      $Id$
  * Copyright:   (c) 1998-2004 Universit\81ät Karlsruhe
 # include <string.h>
 #endif
 
-# include "irnode_t.h"
-# include "irgraph_t.h"
-# include "irmode_t.h"
-# include "iropt_t.h"
-# include "ircons_t.h"
-# include "irgmod.h"
-# include "irgwalk.h"
-# include "irvrfy.h"
-# include "tv_t.h"
-# include "dbginfo_t.h"
-# include "iropt_dbg.h"
-# include "irflag_t.h"
-# include "array.h"
-# include "firmstat.h"
+#include "irnode_t.h"
+#include "irgraph_t.h"
+#include "irmode_t.h"
+#include "iropt_t.h"
+#include "ircons_t.h"
+#include "irgmod.h"
+#include "irgwalk.h"
+#include "irvrfy.h"
+#include "tv_t.h"
+#include "dbginfo_t.h"
+#include "iropt_dbg.h"
+#include "irflag_t.h"
+#include "array.h"
+#include "irhooks.h"
+#include "iredges.h"
+#include "irtools.h"
+#include "opt_polymorphy.h"
+
+#ifdef DO_CACHEOPT
+#include "cacheopt/cachesim.h"
+#endif
 
 #undef IMAX
 #define IMAX(a,b)      ((a) > (b) ? (a) : (b))
 
 #define MAX_PROJ       IMAX(pn_Load_max, pn_Store_max)
 
+enum changes_t {
+  DF_CHANGED = 1,       /**< data flow changed */
+  CF_CHANGED = 2,       /**< control flow changed */
+};
+
 /**
  * walker environment
  */
 typedef struct _walk_env_t {
-  struct obstack obst;         /**< list of all stores */
-  int changes;
+  struct obstack obst;          /**< list of all stores */
+  unsigned changes;             /**< a bitmask of graph changes */
 } walk_env_t;
 
 /**
@@ -57,44 +69,41 @@ enum ldst_flags_t {
   LDST_VISITED = 1              /**< if set, this Load/Store is already visited */
 };
 
-/**
- * a Load/Store info
- */
+/** A Load/Store info. */
 typedef struct _ldst_info_t {
   ir_node  *projs[MAX_PROJ];    /**< list of Proj's of this node */
   ir_node  *exc_block;          /**< the exception block if available */
   int      exc_idx;             /**< predecessor index in the exception block */
   unsigned flags;               /**< flags */
+  unsigned visited;             /**< visited counter for breaking loops */
 } ldst_info_t;
 
 /**
- * flags for control flow
+ * flags for control flow.
  */
 enum block_flags_t {
   BLOCK_HAS_COND = 1,      /**< Block has conditional control flow */
-  BLOCK_HAS_EXC  = 2       /**< Block has exceptionl control flow */
+  BLOCK_HAS_EXC  = 2       /**< Block has exceptional control flow */
 };
 
 /**
- * a Block info
+ * a Block info.
  */
 typedef struct _block_info_t {
   unsigned flags;               /**< flags for the block */
 } block_info_t;
 
-/**
- * walker, clears all links first
- */
-static void init_links(ir_node *n, void *env)
-{
-  set_irn_link(n, NULL);
-}
+/** the master visited flag for loop detection. */
+static unsigned master_visited = 0;
+
+#define INC_MASTER()       ++master_visited
+#define MARK_NODE(info)    (info)->visited = master_visited
+#define NODE_VISITED(info) (info)->visited >= master_visited
 
 /**
  * get the Load/Store info of a node
  */
-static ldst_info_t *get_ldst_info(ir_node *node, walk_env_t *env)
-{
+static ldst_info_t *get_ldst_info(ir_node *node, walk_env_t *env) {
   ldst_info_t *info = get_irn_link(node);
 
   if (! info) {
@@ -127,7 +136,7 @@ static block_info_t *get_block_info(ir_node *node, walk_env_t *env)
 /**
  * update the projection info for a Load/Store
  */
-static int update_projs(ldst_info_t *info, ir_node *proj)
+static unsigned update_projs(ldst_info_t *info, ir_node *proj)
 {
   long nr = get_Proj_proj(proj);
 
@@ -136,7 +145,7 @@ static int update_projs(ldst_info_t *info, ir_node *proj)
   if (info->projs[nr]) {
     /* there is already one, do CSE */
     exchange(proj, info->projs[nr]);
-    return 1;
+    return DF_CHANGED;
   }
   else {
     info->projs[nr] = proj;
@@ -145,9 +154,13 @@ static int update_projs(ldst_info_t *info, ir_node *proj)
 }
 
 /**
- * update the exception block info for a Load/Store
+ * update the exception block info for a Load/Store node.
+ *
+ * @param info   the load/store info struct
+ * @param block  the exception handler block for this load/store
+ * @param pos    the control flow input of the block
  */
-static int update_exc(ldst_info_t *info, ir_node *block, int pos)
+static unsigned update_exc(ldst_info_t *info, ir_node *block, int pos)
 {
   assert(info->exc_block == NULL && "more than one exception block found");
 
@@ -156,18 +169,18 @@ static int update_exc(ldst_info_t *info, ir_node *block, int pos)
   return 0;
 }
 
-#define get_irn_out_n(node)     (unsigned)get_irn_link(node)
-#define set_irn_out_n(node, n)  set_irn_link(adr, (void *)(n))
+/** Return the number of uses of an address node */
+#define get_irn_n_uses(adr)     get_irn_n_edges(adr)
 
 /**
  * walker, collects all Load/Store/Proj nodes
  *
- * walks form Start -> End
+ * walks from Start -> End
  */
 static void collect_nodes(ir_node *node, void *env)
 {
   ir_op       *op = get_irn_op(node);
-  ir_node     *pred;
+  ir_node     *pred, *blk, *pred_blk;
   ldst_info_t *ldst_info;
   walk_env_t  *wenv = env;
 
@@ -185,10 +198,21 @@ static void collect_nodes(ir_node *node, void *env)
 
       if ((ldst_info->flags & LDST_VISITED) == 0) {
         adr = get_Load_ptr(pred);
-        set_irn_out_n(adr, get_irn_out_n(adr) + 1);
-
         ldst_info->flags |= LDST_VISITED;
       }
+
+      /*
+       * Place the Proj's to the same block as the
+       * predecessor Load. This is always ok and prevents
+       * "non-SSA" form after optimizations if the Proj
+       * is in a wrong block.
+       */
+      blk      = get_nodes_block(node);
+      pred_blk = get_nodes_block(pred);
+      if (blk != pred_blk) {
+        wenv->changes |= DF_CHANGED;
+        set_nodes_block(node, pred_blk);
+      }
     }
     else if (op == op_Store) {
       ldst_info = get_ldst_info(pred, wenv);
@@ -197,16 +221,27 @@ static void collect_nodes(ir_node *node, void *env)
 
       if ((ldst_info->flags & LDST_VISITED) == 0) {
         adr = get_Store_ptr(pred);
-        set_irn_out_n(adr, get_irn_out_n(adr) + 1);
-
         ldst_info->flags |= LDST_VISITED;
       }
+
+      /*
+       * Place the Proj's to the same block as the
+       * predecessor Store. This is always ok and prevents
+       * "non-SSA" form after optimizations if the Proj
+       * is in a wrong block.
+       */
+      blk      = get_nodes_block(node);
+      pred_blk = get_nodes_block(pred);
+      if (blk != pred_blk) {
+        wenv->changes |= DF_CHANGED;
+        set_nodes_block(node, pred_blk);
+      }
     }
   }
-  else if (op == op_Block) { /* check, if it's an exception block */
-    int i, n;
+  else if (op == op_Block) {
+    int i;
 
-    for (i = 0, n = get_Block_n_cfgpreds(node); i < n; ++i) {
+    for (i = get_Block_n_cfgpreds(node) - 1; i >= 0; --i) {
       ir_node      *pred_block;
       block_info_t *bl_info;
 
@@ -214,15 +249,15 @@ static void collect_nodes(ir_node *node, void *env)
 
       /* ignore Bad predecessors, they will be removed later */
       if (is_Bad(pred))
-       continue;
+        continue;
 
       pred_block = get_nodes_block(pred);
       bl_info    = get_block_info(pred_block, wenv);
 
       if (is_fragile_op(pred))
-       bl_info->flags |= BLOCK_HAS_EXC;
-      else if (is_forking_op(pred))
-       bl_info->flags |= BLOCK_HAS_COND;
+        bl_info->flags |= BLOCK_HAS_EXC;
+      else if (is_irn_forking(pred))
+        bl_info->flags |= BLOCK_HAS_COND;
 
       if (get_irn_op(pred) == op_Load || get_irn_op(pred) == op_Store) {
         ldst_info = get_ldst_info(pred, wenv);
@@ -234,9 +269,9 @@ static void collect_nodes(ir_node *node, void *env)
 }
 
 /**
- * returns a entity if the address ptr points to a constant one.
+ * Returns an entity if the address ptr points to a constant one.
  */
-static entity *find_constant_entity(ir_node *ptr)
+static ir_entity *find_constant_entity(ir_node *ptr)
 {
   for (;;) {
     ir_op *op = get_irn_op(ptr);
@@ -245,8 +280,17 @@ static entity *find_constant_entity(ir_node *ptr)
       return get_SymConst_entity(ptr);
     }
     else if (op == op_Sel) {
-      entity *ent = get_Sel_entity(ptr);
-      type *tp    = get_entity_owner(ent);
+      ir_entity *ent = get_Sel_entity(ptr);
+      ir_type   *tp  = get_entity_owner(ent);
+
+      /* Do not fiddle with polymorphism. */
+      if (is_Class_type(get_entity_owner(ent)) &&
+          ((get_entity_n_overwrites(ent)    != 0) ||
+           (get_entity_n_overwrittenby(ent) != 0)   ) )
+        return NULL;
+
+      if (variability_constant == get_entity_variability(ent))
+        return ent;
 
       if (is_Array_type(tp)) {
         /* check bounds */
@@ -270,9 +314,9 @@ static entity *find_constant_entity(ir_node *ptr)
           if (tlower == tarval_bad || tupper == tarval_bad)
             return NULL;
 
-          if (tarval_cmp(tv, tlower) & Lt)
+          if (tarval_cmp(tv, tlower) & pn_Cmp_Lt)
             return NULL;
-          if (tarval_cmp(tupper, tv) & Lt)
+          if (tarval_cmp(tupper, tv) & pn_Cmp_Lt)
             return NULL;
 
           /* ok, bounds check finished */
@@ -288,163 +332,169 @@ static entity *find_constant_entity(ir_node *ptr)
 }
 
 /**
- * optimize a Load
+ * Return the Selection index of a Sel node from dimension n
  */
-static int optimize_load(ir_node *load)
-{
-  ldst_info_t *info = get_irn_link(load);
-  ir_mode *load_mode = get_Load_mode(load);
-  ir_node *pred, *mem, *ptr;
-  entity *ent;
-  int res = 0;
-
-  /* the address of the load to be optimized */
-  ptr = get_Load_ptr(load);
+static long get_Sel_array_index_long(ir_node *n, int dim) {
+  ir_node *index = get_Sel_index(n, dim);
+  assert(get_irn_op(index) == op_Const);
+  return get_tarval_long(get_Const_tarval(index));
+}
 
-  /*
-   * Check if we can remove the exception form a Load:
-   * this can be done, if the address is from an Sel(Alloc) and
-   * the Sel type is a subtype of the alloc type.
-   *
-   * This optimizes some often used OO constructs,
-   * like x = new O; x->t;
-   */
-  if (info->projs[pn_Load_X_except]) {
-    if (get_irn_op(ptr) == op_Sel) {
-      ir_node *mem = get_Sel_mem(ptr);
+/**
+ * Returns the accessed component graph path for an
+ * node computing an address.
+ *
+ * @param ptr    the node computing the address
+ * @param depth  current depth in steps upward from the root
+ *               of the address
+ */
+static compound_graph_path *rec_get_accessed_path(ir_node *ptr, int depth) {
+  compound_graph_path *res = NULL;
+  ir_entity           *root, *field;
+  int                 path_len, pos;
+
+  if (get_irn_op(ptr) == op_SymConst) {
+    /* a SymConst. If the depth is 0, this is an access to a global
+     * entity and we don't need a component path, else we know
+     * at least it's length.
+     */
+    assert(get_SymConst_kind(ptr) == symconst_addr_ent);
+    root = get_SymConst_entity(ptr);
+    res = (depth == 0) ? NULL : new_compound_graph_path(get_entity_type(root), depth);
+  }
+  else {
+    assert(get_irn_op(ptr) == op_Sel);
+    /* it's a Sel, go up until we find the root */
+    res = rec_get_accessed_path(get_Sel_ptr(ptr), depth+1);
+
+    /* fill up the step in the path at the current position */
+    field    = get_Sel_entity(ptr);
+    path_len = get_compound_graph_path_length(res);
+    pos      = path_len - depth - 1;
+    set_compound_graph_path_node(res, pos, field);
+
+    if (is_Array_type(get_entity_owner(field))) {
+      assert(get_Sel_n_indexs(ptr) == 1 && "multi dim arrays not implemented");
+      set_compound_graph_path_array_index(res, pos, get_Sel_array_index_long(ptr, 0));
+    }
+  }
+  return res;
+}
 
-      if (get_irn_op(mem) == op_Alloc) {
-        /* ok, check the types */
-        entity *ent  = get_Sel_entity(ptr);
-        type *s_type = get_entity_type(ent);
-        type *a_type = get_Alloc_type(mem);
+/** Returns an access path or NULL.  The access path is only
+ *  valid, if the graph is in phase_high and _no_ address computation is used.
+ */
+static compound_graph_path *get_accessed_path(ir_node *ptr) {
+  return rec_get_accessed_path(ptr, 0);
+}
 
-        if (is_subclass_of(s_type, a_type)) {
-          /* ok, condition met: there can't be an exception because
-           * alloc guarantees that enough memory was allocated */
+/* forward */
+static void reduce_adr_usage(ir_node *ptr);
 
-          exchange(info->projs[pn_Load_X_except], new_Bad());
-          info->projs[pn_Load_X_except] = NULL;
-        }
-      }
-    }
-    else if (get_irn_op(ptr) == op_Alloc) {
-      /* simple case: a direct load after an Alloc. Firm Alloc throw
-       * an exception in case of out-of-memory. So, there is no way for an
-       * exception in this load.
-       * This code is constructed by the "exception lowering" in the Jack compiler.
-       */
-       exchange(info->projs[pn_Load_X_except], new_Bad());
-       info->projs[pn_Load_X_except] = NULL;
-    }
-  }
+/**
+ * Update a Load that may lost it's usage.
+ */
+static void handle_load_update(ir_node *load) {
+  ldst_info_t *info = get_irn_link(load);
 
   /* do NOT touch volatile loads for now */
   if (get_Load_volatility(load) == volatility_is_volatile)
-    return 0;
+    return;
 
   if (! info->projs[pn_Load_res] && ! info->projs[pn_Load_X_except]) {
+    ir_node *ptr = get_Load_ptr(load);
+    ir_node *mem = get_Load_mem(load);
+
     /* a Load which value is neither used nor exception checked, remove it */
-    mem  = get_Load_mem(load);
     exchange(info->projs[pn_Load_M], mem);
-
-    return 1;
+    exchange(load, new_Bad());
+    reduce_adr_usage(ptr);
   }
+}
 
-  /* the mem of the Load. Must still be returned after optimization */
-  mem  = get_Load_mem(load);
-
-  /* check if we can determine the entity that will be loaded */
-  ent = find_constant_entity(ptr);
-  if (ent) {
-    if ((allocation_static == get_entity_allocation(ent)) &&
-        (visibility_external_allocated != get_entity_visibility(ent))) {
-      /* a static allocation that is not external: there should be NO exception
-       * when loading. */
-
-      /* no exception, clear the info field as it might be checked later again */
-      if (info->projs[pn_Load_X_except]) {
-        exchange(info->projs[pn_Load_X_except], new_Bad());
-        info->projs[pn_Load_X_except] = NULL;
-      }
-
-      if (variability_constant == get_entity_variability(ent)
-         && is_atomic_entity(ent)) {   /* Might not be atomic after
-                                        lowering of Sels.  In this
-                                        case we could also load, but
-                                        it's more complicated. */
-        /* more simpler case: we load the content of a constant value:
-         * replace it by the constant itself
-         */
-
-        /* no memory */
-        if (info->projs[pn_Load_M])
-          exchange(info->projs[pn_Load_M], mem);
-
-        /* no result :-) */
-        if (info->projs[pn_Load_res]) {
-          if (is_atomic_entity(ent)) {
-            ir_node *c = copy_const_value(get_atomic_ent_value(ent));
-
-            DBG_OPT_RC(load, c);
-            exchange(info->projs[pn_Load_res], c);
-
-            return 1;
-          }
-        }
-      }
-      else if (variability_constant == get_entity_variability(ent)) {
-        printf(">>>>>>>>>>>>> Found access to constant entity %s in function %s\n", get_entity_name(ent),
-            get_entity_name(get_irg_entity(current_ir_graph)));
+/**
+ * A Use of an address node is vanished. Check if this was a Proj
+ * node and update the counters.
+ */
+static void reduce_adr_usage(ir_node *ptr) {
+  if (is_Proj(ptr)) {
+    if (get_irn_n_edges(ptr) <= 0) {
+      /* this Proj is dead now */
+      ir_node *pred = get_Proj_pred(ptr);
+      opcode code = get_irn_opcode(pred);
+
+      if (code == iro_Load) {
+        ldst_info_t *info = get_irn_link(pred);
+        info->projs[get_Proj_proj(ptr)] = NULL;
+
+        /* this node lost it's result proj, handle that */
+        handle_load_update(pred);
       }
-
-      /* we changed the irg, but try further */
-      res = 1;
     }
   }
+}
 
-  /* Check, if the address of this load is used more than once.
-   * If not, this load cannot be removed in any case. */
-  if (get_irn_out_n(ptr) <= 1)
-    return 0;
+/**
+ * Follow the memory chain as long as there are only Loads
+ * and try to replace current Load or Store by a previous one.
+ * Note that in unreachable loops it might happen that we reach
+ * load again, as well as we can fall into a cycle.
+ * We break such cycles using a special visited flag.
+ *
+ * INC_MASTER() must be called before dive into
+ */
+static unsigned follow_Load_chain(ir_node *load, ir_node *curr) {
+  unsigned res = 0;
+  ldst_info_t *info = get_irn_link(load);
+  ir_node *pred;
+  ir_node *ptr       = get_Load_ptr(load);
+  ir_node *mem       = get_Load_mem(load);
+  ir_mode *load_mode = get_Load_mode(load);
 
-  /* follow the memory chain as long as there are only Loads */
-  for (pred = skip_Proj(mem); ; pred = skip_Proj(get_Load_mem(pred))) {
+  for (pred = curr; load != pred; pred = skip_Proj(get_Load_mem(pred))) {
+    ldst_info_t *pred_info = get_irn_link(pred);
 
     /*
      * BEWARE: one might think that checking the modes is useless, because
      * if the pointers are identical, they refer to the same object.
-     * This is only true in strong typed languages, not is C were the following
-     * is possible a = *(type1 *)p; b = *(type2 *)p ...
+     * This is only true in strong typed languages, not in C were the following
+     * is possible a = *(ir_type1 *)p; b = *(ir_type2 *)p ...
      */
 
     if (get_irn_op(pred) == op_Store && get_Store_ptr(pred) == ptr &&
         get_irn_mode(get_Store_value(pred)) == load_mode) {
-      ldst_info_t *pred_info = get_irn_link(pred);
-
       /*
        * a Load immediately after a Store -- a read after write.
        * We may remove the Load, if both Load & Store does not have an exception handler
        * OR they are in the same block. In the latter case the Load cannot
        * throw an exception when the previous Store was quiet.
        *
-       * Why we need to check for Store Exc? If the Store cannot be executed (ROM)
-       * the exception handler might simply jump into the load block :-(
+       * Why we need to check for Store Exception? If the Store cannot
+       * be executed (ROM) the exception handler might simply jump into
+       * the load block :-(
        * We could make it a little bit better if we would know that the exception
        * handler of the Store jumps directly to the end...
        */
       if ((!pred_info->projs[pn_Store_X_except] && !info->projs[pn_Load_X_except]) ||
           get_nodes_block(load) == get_nodes_block(pred)) {
-        DBG_OPT_RAW(load, pred);
-        exchange( info->projs[pn_Load_res], get_Store_value(pred) );
+        ir_node *value = get_Store_value(pred);
 
+        DBG_OPT_RAW(load, value);
         if (info->projs[pn_Load_M])
           exchange(info->projs[pn_Load_M], mem);
 
         /* no exception */
-        if (info->projs[pn_Load_X_except])
+        if (info->projs[pn_Load_X_except]) {
           exchange( info->projs[pn_Load_X_except], new_Bad());
-        return 1;
+          res |= CF_CHANGED;
+        }
+
+        if (info->projs[pn_Load_res])
+          exchange(info->projs[pn_Load_res], value);
+
+        exchange(load, new_Bad());
+        reduce_adr_usage(ptr);
+        return res | DF_CHANGED;
       }
     }
     else if (get_irn_op(pred) == op_Load && get_Load_ptr(pred) == ptr &&
@@ -455,17 +505,17 @@ static int optimize_load(ir_node *load)
        * OR they are in the same block. In the later case the Load cannot
        * throw an exception when the previous Load was quiet.
        *
-       * Here, there is no need to check if the previos Load has an exception hander because
-       * they would have exact the same exception...
+       * Here, there is no need to check if the previous Load has an exception
+       * hander because they would have exact the same exception...
        */
       if (! info->projs[pn_Load_X_except] || get_nodes_block(load) == get_nodes_block(pred)) {
-        ldst_info_t *pred_info = get_irn_link(pred);
-
         DBG_OPT_RAR(load, pred);
 
         if (pred_info->projs[pn_Load_res]) {
           /* we need a data proj from the previous load for this optimization */
-          exchange( info->projs[pn_Load_res], pred_info->projs[pn_Load_res] );
+          if (info->projs[pn_Load_res])
+            exchange(info->projs[pn_Load_res], pred_info->projs[pn_Load_res]);
+
           if (info->projs[pn_Load_M])
             exchange(info->projs[pn_Load_M], mem);
         }
@@ -473,6 +523,7 @@ static int optimize_load(ir_node *load)
           if (info->projs[pn_Load_res]) {
             set_Proj_pred(info->projs[pn_Load_res], pred);
             set_nodes_block(info->projs[pn_Load_res], get_nodes_block(pred));
+            pred_info->projs[pn_Load_res] = info->projs[pn_Load_res];
           }
           if (info->projs[pn_Load_M]) {
             /* Actually, this if should not be necessary.  Construct the Loads
@@ -482,56 +533,267 @@ static int optimize_load(ir_node *load)
         }
 
         /* no exception */
-        if (info->projs[pn_Load_X_except])
+        if (info->projs[pn_Load_X_except]) {
           exchange(info->projs[pn_Load_X_except], new_Bad());
+          res |= CF_CHANGED;
+        }
 
-        return 1;
+        exchange(load, new_Bad());
+        reduce_adr_usage(ptr);
+        return res |= DF_CHANGED;
       }
     }
 
     /* follow only Load chains */
     if (get_irn_op(pred) != op_Load)
       break;
-   }
+
+    /* check for cycles */
+    if (NODE_VISITED(pred_info))
+      break;
+    MARK_NODE(pred_info);
+  }
+
+  if (get_irn_op(pred) == op_Sync) {
+    int i;
+
+    /* handle all Sync predecessors */
+    for (i = get_Sync_n_preds(pred) - 1; i >= 0; --i) {
+      res |= follow_Load_chain(load, skip_Proj(get_Sync_pred(pred, i)));
+      if (res)
+        break;
+    }
+  }
+
   return res;
 }
 
 /**
- * optimize a Store
+ * optimize a Load
  */
-static int optimize_store(ir_node *store)
+static unsigned optimize_load(ir_node *load)
 {
-  ldst_info_t *info = get_irn_link(store);
-  ir_node *pred, *mem, *ptr, *value, *block;
-  ir_mode *mode;
-  int res = 0;
+  ldst_info_t *info = get_irn_link(load);
+  ir_node *mem, *ptr, *new_node;
+  ir_entity *ent;
+  unsigned res = 0;
 
-  if (get_Store_volatility(store) == volatility_is_volatile)
+  /* do NOT touch volatile loads for now */
+  if (get_Load_volatility(load) == volatility_is_volatile)
     return 0;
 
+  /* the address of the load to be optimized */
+  ptr = get_Load_ptr(load);
+
   /*
-   * BEWARE: one might think that checking the modes is useless, because
-   * if the pointers are identical, they refer to the same object.
-   * This is only true in strong typed languages, not is C were the following
-   * is possible *(type1 *)p = a; *(type2 *)p = b ...
+   * Check if we can remove the exception from a Load:
+   * This can be done, if the address is from an Sel(Alloc) and
+   * the Sel type is a subtype of the allocated type.
+   *
+   * This optimizes some often used OO constructs,
+   * like x = new O; x->t;
    */
+  if (info->projs[pn_Load_X_except]) {
+    if (is_Sel(ptr)) {
+      ir_node *mem = get_Sel_mem(ptr);
+
+      if (get_irn_op(skip_Proj(mem)) == op_Alloc) {
+        /* ok, check the types */
+        ir_entity *ent    = get_Sel_entity(ptr);
+        ir_type   *s_type = get_entity_type(ent);
+        ir_type   *a_type = get_Alloc_type(mem);
+
+        if (is_SubClass_of(s_type, a_type)) {
+          /* ok, condition met: there can't be an exception because
+           * Alloc guarantees that enough memory was allocated */
+
+          exchange(info->projs[pn_Load_X_except], new_Bad());
+          info->projs[pn_Load_X_except] = NULL;
+          res |= CF_CHANGED;
+        }
+      }
+    }
+    else if ((get_irn_op(skip_Proj(ptr)) == op_Alloc) ||
+            ((get_irn_op(ptr) == op_Cast) && (get_irn_op(skip_Proj(get_Cast_op(ptr))) == op_Alloc))) {
+      /* simple case: a direct load after an Alloc. Firm Alloc throw
+       * an exception in case of out-of-memory. So, there is no way for an
+       * exception in this load.
+       * This code is constructed by the "exception lowering" in the Jack compiler.
+       */
+       exchange(info->projs[pn_Load_X_except], new_Bad());
+       info->projs[pn_Load_X_except] = NULL;
+       res |= CF_CHANGED;
+    }
+  }
+
+  /* the mem of the Load. Must still be returned after optimization */
+  mem  = get_Load_mem(load);
+
+  if (! info->projs[pn_Load_res] && ! info->projs[pn_Load_X_except]) {
+    /* a Load which value is neither used nor exception checked, remove it */
+    exchange(info->projs[pn_Load_M], mem);
+
+    exchange(load, new_Bad());
+    reduce_adr_usage(ptr);
+    return res | DF_CHANGED;
+  }
+
+  /* Load from a constant polymorphic field, where we can resolve
+     polymorphism. */
+  new_node = transform_node_Load(load);
+  if (new_node != load) {
+    if (info->projs[pn_Load_M]) {
+      exchange(info->projs[pn_Load_M], mem);
+      info->projs[pn_Load_M] = NULL;
+    }
+    if (info->projs[pn_Load_X_except]) {
+      exchange(info->projs[pn_Load_X_except], new_Bad());
+      info->projs[pn_Load_X_except] = NULL;
+    }
+    if (info->projs[pn_Load_res])
+      exchange(info->projs[pn_Load_res], new_node);
 
-  ptr   = get_Store_ptr(store);
+    exchange(load, new_Bad());
+    reduce_adr_usage(ptr);
+    return res | DF_CHANGED;
+  }
+
+  /* check if we can determine the entity that will be loaded */
+  ent = find_constant_entity(ptr);
+  if (ent) {
+    if ((allocation_static == get_entity_allocation(ent)) &&
+        (visibility_external_allocated != get_entity_visibility(ent))) {
+      /* a static allocation that is not external: there should be NO exception
+       * when loading. */
+
+      /* no exception, clear the info field as it might be checked later again */
+      if (info->projs[pn_Load_X_except]) {
+        exchange(info->projs[pn_Load_X_except], new_Bad());
+        info->projs[pn_Load_X_except] = NULL;
+        res |= CF_CHANGED;
+      }
+
+      if (variability_constant == get_entity_variability(ent)
+               && is_atomic_entity(ent)) {
+        /* Might not be atomic after
+           lowering of Sels.  In this
+           case we could also load, but
+           it's more complicated. */
+        /* more simpler case: we load the content of a constant value:
+         * replace it by the constant itself
+         */
+
+        /* no memory */
+        if (info->projs[pn_Load_M]) {
+          exchange(info->projs[pn_Load_M], mem);
+          res |= DF_CHANGED;
+        }
+        /* no result :-) */
+        if (info->projs[pn_Load_res]) {
+          if (is_atomic_entity(ent)) {
+            ir_node *c = copy_const_value(get_irn_dbg_info(load), get_atomic_ent_value(ent));
+
+            DBG_OPT_RC(load, c);
+            exchange(info->projs[pn_Load_res], c);
+            res |= DF_CHANGED;
+          }
+        }
+        exchange(load, new_Bad());
+        reduce_adr_usage(ptr);
+        return res;
+      }
+      else if (variability_constant == get_entity_variability(ent)) {
+        compound_graph_path *path = get_accessed_path(ptr);
+
+        if (path) {
+          ir_node *c;
+
+          assert(is_proper_compound_graph_path(path, get_compound_graph_path_length(path)-1));
+          /*
+          {
+            int j;
+            for (j = 0; j < get_compound_graph_path_length(path); ++j) {
+              ir_entity *node = get_compound_graph_path_node(path, j);
+              fprintf(stdout, ".%s", get_entity_name(node));
+              if (is_Array_type(get_entity_owner(node)))
+                      fprintf(stdout, "[%d]", get_compound_graph_path_array_index(path, j));
+            }
+            printf("\n");
+          }
+          */
+
+          c = get_compound_ent_value_by_path(ent, path);
+          free_compound_graph_path(path);
+
+          /* printf("  cons: "); DDMN(c); */
+
+          if (info->projs[pn_Load_M]) {
+            exchange(info->projs[pn_Load_M], mem);
+            res |= DF_CHANGED;
+          }
+          if (info->projs[pn_Load_res]) {
+            exchange(info->projs[pn_Load_res], copy_const_value(get_irn_dbg_info(load), c));
+            res |= DF_CHANGED;
+          }
+          exchange(load, new_Bad());
+          reduce_adr_usage(ptr);
+          return res;
+        }
+        else {
+          /*  We can not determine a correct access path.  E.g., in jack, we load
+                   a byte from an object to generate an exception.   Happens in test program
+                   Reflectiontest.
+          printf(">>>>>>>>>>>>> Found access to constant entity %s in function %s\n", get_entity_name(ent),
+           get_entity_name(get_irg_entity(current_ir_graph)));
+          printf("  load: "); DDMN(load);
+          printf("  ptr:  "); DDMN(ptr);
+          */
+        }
+      }
+    }
+  }
 
   /* Check, if the address of this load is used more than once.
    * If not, this load cannot be removed in any case. */
-  if (get_irn_out_n(ptr) <= 1)
-    return 0;
+  if (get_irn_n_uses(ptr) <= 1)
+    return res;
 
-  block = get_nodes_block(store);
-  mem   = get_Store_mem(store);
-  value = get_Store_value(store);
-  mode  = get_irn_mode(value);
+  /*
+   * follow the memory chain as long as there are only Loads
+   * and try to replace current Load or Store by a previous one.
+   * Note that in unreachable loops it might happen that we reach
+   * load again, as well as we can fall into a cycle.
+   * We break such cycles using a special visited flag.
+   */
+  INC_MASTER();
+  res = follow_Load_chain(load, skip_Proj(mem));
+  return res;
+}
 
-  /* follow the memory chain as long as there are only Loads */
-  for (pred = skip_Proj(mem); ; pred = skip_Proj(get_Load_mem(pred))) {
+/**
+ * follow the memory chain as long as there are only Loads.
+ *
+ * INC_MASTER() must be called before dive into
+ */
+static unsigned follow_Load_chain_for_Store(ir_node *store, ir_node *curr) {
+  unsigned res = 0;
+  ldst_info_t *info = get_irn_link(store);
+  ir_node *pred;
+  ir_node *ptr = get_Store_ptr(store);
+  ir_node *mem = get_Store_mem(store);
+  ir_node *value = get_Store_value(store);
+  ir_mode *mode  = get_irn_mode(value);
+  ir_node *block = get_nodes_block(store);
+
+  for (pred = curr; pred != store; pred = skip_Proj(get_Load_mem(pred))) {
     ldst_info_t *pred_info = get_irn_link(pred);
 
+    /*
+     * BEWARE: one might think that checking the modes is useless, because
+     * if the pointers are identical, they refer to the same object.
+     * This is only true in strong typed languages, not is C were the following
+     * is possible *(ir_type1 *)p = a; *(ir_type2 *)p = b ...
+     */
     if (get_irn_op(pred) == op_Store && get_Store_ptr(pred) == ptr &&
         get_nodes_block(pred) == block && get_irn_mode(get_Store_value(pred)) == mode) {
       /*
@@ -543,7 +805,9 @@ static int optimize_store(ir_node *store)
       if (get_Store_volatility(pred) != volatility_is_volatile && !pred_info->projs[pn_Store_X_except]) {
         DBG_OPT_WAW(pred, store);
         exchange( pred_info->projs[pn_Store_M], get_Store_mem(pred) );
-        return 1;
+        exchange(pred, new_Bad());
+        reduce_adr_usage(ptr);
+        return DF_CHANGED;
       }
     }
     else if (get_irn_op(pred) == op_Load && get_Load_ptr(pred) == ptr &&
@@ -555,45 +819,89 @@ static int optimize_store(ir_node *store)
       if (! info->projs[pn_Store_X_except]) {
         DBG_OPT_WAR(store, pred);
         exchange( info->projs[pn_Store_M], mem );
-        return 1;
+        exchange(store, new_Bad());
+        reduce_adr_usage(ptr);
+        return DF_CHANGED;
       }
     }
 
     /* follow only Load chains */
     if (get_irn_op(pred) != op_Load)
       break;
+
+    /* check for cycles */
+    if (NODE_VISITED(pred_info))
+      break;
+    MARK_NODE(pred_info);
+  }
+
+  if (get_irn_op(pred) == op_Sync) {
+    int i;
+
+    /* handle all Sync predecessors */
+    for (i = get_Sync_n_preds(pred) - 1; i >= 0; --i) {
+      res |= follow_Load_chain_for_Store(store, skip_Proj(get_Sync_pred(pred, i)));
+      if (res)
+        break;
+    }
   }
   return res;
 }
 
 /**
- * walker, optimizes Phi after Stores:
+ * optimize a Store
+ */
+static unsigned optimize_store(ir_node *store)
+{
+  ir_node *ptr, *mem;
+
+  if (get_Store_volatility(store) == volatility_is_volatile)
+    return 0;
+
+  ptr = get_Store_ptr(store);
+
+  /* Check, if the address of this load is used more than once.
+   * If not, this load cannot be removed in any case. */
+  if (get_irn_n_uses(ptr) <= 1)
+    return 0;
+
+  mem = get_Store_mem(store);
+
+  /* follow the memory chain as long as there are only Loads */
+  INC_MASTER();
+  return follow_Load_chain_for_Store(store, skip_Proj(mem));
+}
+
+/**
+ * walker, optimizes Phi after Stores to identical places:
  * Does the following optimization:
+ * @verbatim
  *
  *   val1   val2   val3          val1  val2  val3
  *    |      |      |               \    |    /
- *   Str    Str    Str               \   |   /
- *      \    |    /                     Phi
+ *  Store  Store  Store              \   |   /
+ *      \    |    /                   PhiData
  *       \   |   /                       |
- *        \  |  /                       Str
- *          Phi
+ *        \  |  /                      Store
+ *          PhiM
  *
- * This removes the number of stores and allows for predicated execution.
- * Moves Stores back to the end of a function which may be bad
+ * @endverbatim
+ * This reduces the number of stores and allows for predicated execution.
+ * Moves Stores back to the end of a function which may be bad.
  *
- * Is only allowed if the predecessor blocks have only one successor.
+ * This is only possible if the predecessor blocks have only one successor.
  */
-static int optimize_phi(ir_node *phi, void *env)
+static unsigned optimize_phi(ir_node *phi, walk_env_t *wenv)
 {
-  walk_env_t *wenv = env;
   int i, n;
-  ir_node *store, *ptr, *block, *phiM, *phiD, *exc, *projM;
+  ir_node *store, *old_store, *ptr, *block, *phi_block, *phiM, *phiD, *exc, *projM;
   ir_mode *mode;
-  ir_node **inM, **inD;
+  ir_node **inM, **inD, **stores;
   int *idx;
   dbg_info *db = NULL;
   ldst_info_t *info;
   block_info_t *bl_info;
+  unsigned res = 0;
 
   /* Must be a memory Phi */
   if (get_irn_mode(phi) != mode_M)
@@ -604,16 +912,24 @@ static int optimize_phi(ir_node *phi, void *env)
     return 0;
 
   store = skip_Proj(get_Phi_pred(phi, 0));
+  old_store = store;
   if (get_irn_op(store) != op_Store)
     return 0;
 
-  /* abort on bad blocks */
-  if (is_Bad(get_nodes_block(store)))
+  block = get_nodes_block(store);
+
+  /* abort on dead blocks */
+  if (is_Block_dead(block))
     return 0;
 
-  /* check if the block has only one output */
-  bl_info = get_irn_link(get_nodes_block(store));
-  if (bl_info->flags)
+  /* check if the block is post dominated by Phi-block
+     and has no exception exit */
+  bl_info = get_irn_link(block);
+  if (bl_info->flags & BLOCK_HAS_EXC)
+    return 0;
+
+  phi_block = get_nodes_block(phi);
+  if (! block_postdominates(phi_block, block))
     return 0;
 
   /* this is the address of the store */
@@ -628,7 +944,7 @@ static int optimize_phi(ir_node *phi, void *env)
     if (get_irn_op(pred) != op_Store)
       return 0;
 
-    if (mode != get_irn_mode(get_Store_value(pred)) || ptr != get_Store_ptr(pred))
+    if (ptr != get_Store_ptr(pred) || mode != get_irn_mode(get_Store_value(pred)))
       return 0;
 
     info = get_irn_link(pred);
@@ -637,44 +953,74 @@ static int optimize_phi(ir_node *phi, void *env)
     if (exc != info->exc_block)
       return 0;
 
-    /* abort on bad blocks */
-    if (is_Bad(get_nodes_block(store)))
+    /* abort on dead blocks */
+    block = get_nodes_block(pred);
+    if (is_Block_dead(block))
       return 0;
 
-    /* check if the block has only one output */
-    bl_info = get_irn_link(get_nodes_block(store));
-    if (bl_info->flags)
+    /* check if the block is post dominated by Phi-block
+       and has no exception exit. Note that block must be different from
+          Phi-block, else we would move a Store from end End of a block to its
+          Start... */
+    bl_info = get_irn_link(block);
+    if (bl_info->flags & BLOCK_HAS_EXC)
+      return 0;
+    if (block == phi_block || ! block_postdominates(phi_block, block))
       return 0;
   }
 
   /*
    * ok, when we are here, we found all predecessors of a Phi that
-   * are Stores to the same address. That means whatever we do before
-   * we enter the block of the Phi, we do a Store.
-   * So, we can move the store to the current block:
+   * are Stores to the same address and size. That means whatever
+   * we do before we enter the block of the Phi, we do a Store.
+   * So, we can move the Store to the current block:
    *
    *   val1    val2    val3          val1  val2  val3
    *    |       |       |               \    |    /
    * | Str | | Str | | Str |             \   |   /
-   *      \     |     /                     Phi
+   *      \     |     /                   PhiData
    *       \    |    /                       |
    *        \   |   /                       Str
-   *           Phi
+   *           PhiM
    *
    * Is only allowed if the predecessor blocks have only one successor.
    */
 
-  /* first step: collect all inputs */
+  NEW_ARR_A(ir_node *, stores, n);
   NEW_ARR_A(ir_node *, inM, n);
   NEW_ARR_A(ir_node *, inD, n);
   NEW_ARR_A(int, idx, n);
 
+  /* Prepare: Collect all Store nodes.  We must do this
+     first because we otherwise may loose a store when exchanging its
+     memory Proj.
+   */
+  for (i = 0; i < n; ++i)
+    stores[i] = skip_Proj(get_Phi_pred(phi, i));
+
+  /* Prepare: Skip the memory Proj: we need this in the case some stores
+     are cascaded.
+     Beware: One Store might be included more than once in the stores[]
+     list, so we must prevent to do the exchange more than once.
+   */
   for (i = 0; i < n; ++i) {
-    ir_node *pred = skip_Proj(get_Phi_pred(phi, i));
-    info = get_irn_link(pred);
+    ir_node *store = stores[i];
+    ir_node *proj_m;
+
+    info = get_irn_link(store);
+    proj_m = info->projs[pn_Store_M];
+
+    if (is_Proj(proj_m) && get_Proj_pred(proj_m) == store)
+      exchange(proj_m, get_Store_mem(store));
+  }
+
+  /* first step: collect all inputs */
+  for (i = 0; i < n; ++i) {
+    ir_node *store = stores[i];
+    info = get_irn_link(store);
 
-    inM[i] = get_Store_mem(pred);
-    inD[i] = get_Store_value(pred);
+    inM[i] = get_Store_mem(store);
+    inD[i] = get_Store_value(store);
     idx[i] = info->exc_idx;
   }
   block = get_nodes_block(phi);
@@ -687,6 +1033,10 @@ static int optimize_phi(ir_node *phi, void *env)
 
   /* fourth step: create the Store */
   store = new_rd_Store(db, current_ir_graph, block, phiM, ptr, phiD);
+#ifdef DO_CACHEOPT
+  co_set_irn_name(store, co_get_irn_ident(old_store));
+#endif
+
   projM = new_rd_Proj(NULL, current_ir_graph, block, store, mode_M, pn_Store_M);
 
   info = get_ldst_info(store, wenv);
@@ -707,16 +1057,18 @@ static int optimize_phi(ir_node *phi, void *env)
     if (n > 1) {
       /* the exception block should be optimized as some inputs are identical now */
     }
+
+    res |= CF_CHANGED;
   }
 
-  /* sixt step: replace old Phi */
+  /* sixth step: replace old Phi */
   exchange(phi, projM);
 
-  return 1;
+  return res | DF_CHANGED;
 }
 
 /**
- * walker, collects all Load/Store/Proj nodes
+ * walker, do the optimizations
  */
 static void do_load_store_optimize(ir_node *n, void *env)
 {
@@ -733,7 +1085,7 @@ static void do_load_store_optimize(ir_node *n, void *env)
     break;
 
   case iro_Phi:
-    wenv->changes |= optimize_phi(n, env);
+    wenv->changes |= optimize_phi(n, wenv);
 
   default:
     ;
@@ -748,15 +1100,23 @@ void optimize_load_store(ir_graph *irg)
   walk_env_t env;
 
   assert(get_irg_phase_state(irg) != phase_building);
+  assert(get_irg_pinned(irg) != op_pin_state_floats &&
+    "LoadStore optimization needs pinned graph");
 
-  if (!get_opt_redundant_LoadStore())
+  if (! get_opt_redundant_loadstore())
     return;
 
+  edges_assure(irg);
+
+  /* for Phi optimization post-dominators are needed ... */
+  assure_postdoms(irg);
+
   obstack_init(&env.obst);
   env.changes = 0;
 
   /* init the links, then collect Loads/Stores/Proj's in lists */
-  irg_walk_graph(irg, init_links, collect_nodes, &env);
+  master_visited = 0;
+  irg_walk_graph(irg, firm_clear_link, collect_nodes, &env);
 
   /* now we have collected enough information, optimize */
   irg_walk_graph(irg, NULL, do_load_store_optimize, &env);
@@ -765,11 +1125,13 @@ void optimize_load_store(ir_graph *irg)
 
   /* Handle graph state */
   if (env.changes) {
-    if (get_irg_outs_state(current_ir_graph) == outs_consistent)
-      set_irg_outs_inconsistent(current_ir_graph);
+    if (get_irg_outs_state(irg) == outs_consistent)
+      set_irg_outs_inconsistent(irg);
+  }
 
-    /* is this really needed: Yes, as exception block may get bad but this might be tested */
-    if (get_irg_dom_state(current_ir_graph) == dom_consistent)
-      set_irg_dom_inconsistent(current_ir_graph);
+  if (env.changes & CF_CHANGED) {
+    /* is this really needed: Yes, control flow changed, block might
+       have Bad() predecessors. */
+    set_irg_doms_inconsistent(irg);
   }
 }