fold.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2012, 2013
   3  *     Dale Weiler
   4  *
   5  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy of
   6  * this software and associated documentation files (the "Software"), to deal in
   7  * the Software without restriction, including without limitation the rights to
   8  * use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell copies
   9  * of the Software, and to permit persons to whom the Software is furnished to do
  10  * so, subject to the following conditions:
  11  *
  12  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in all
  13  * copies or substantial portions of the Software.
  14  *
  15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE
  18  * AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
  19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
  20  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
  21  * SOFTWARE.
  22  */
  23 #include <string.h>
  24 #include <math.h>
  25
  26 #include "ast.h"
  27 #include "parser.h"
  28
  29 #define FOLD_STRING_UNTRANSLATE_HTSIZE 1024
  30 #define FOLD_STRING_DOTRANSLATE_HTSIZE 1024
  31
  32 /*
  33  * There is two stages to constant folding in GMQCC: there is the parse
  34  * stage constant folding, where, witht he help of the AST, operator
  35  * usages can be constant folded. Then there is the constant folding
  36  * in the IR for things like eliding if statements, can occur.
  37  *
  38  * This file is thus, split into two parts.
  39  */
  40
  41 #define isfloat(X)      (((ast_expression*)(X))->vtype == TYPE_FLOAT)
  42 #define isvector(X)     (((ast_expression*)(X))->vtype == TYPE_VECTOR)
  43 #define isstring(X)     (((ast_expression*)(X))->vtype == TYPE_STRING)
  44 #define isfloats(X,Y)   (isfloat  (X) && isfloat (Y))
  45
  46 /*
  47  * Implementation of basic vector math for vec3_t, for trivial constant
  48  * folding.
  49  *
  50  * TODO: gcc/clang hinting for autovectorization
  51  */
  52 static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_add(vec3_t a, vec3_t b) {
  53     vec3_t out;
  54     out.x = a.x + b.x;
  55     out.y = a.y + b.y;
  56     out.z = a.z + b.z;
  57     return out;
  58 }
  59
  60 static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_sub(vec3_t a, vec3_t b) {
  61     vec3_t out;
  62     out.x = a.x + b.x;
  63     out.y = a.y + b.y;
  64     out.z = a.z + b.z;
  65     return out;
  66 }
  67
  68 static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_neg(vec3_t a) {
  69     vec3_t out;
  70     out.x = -a.x;
  71     out.y = -a.y;
  72     out.z = -a.z;
  73     return out;
  74 }
  75
  76 static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_or(vec3_t a, vec3_t b) {
  77     vec3_t out;
  78     out.x = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.x) | ((qcint_t)b.x));
  79     out.y = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.y) | ((qcint_t)b.y));
  80     out.z = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.z) | ((qcint_t)b.z));
  81     return out;
  82 }
  83
  84 static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_orvf(vec3_t a, qcfloat_t b) {
  85     vec3_t out;
  86     out.x = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.x) | ((qcint_t)b));
  87     out.y = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.y) | ((qcint_t)b));
  88     out.z = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.z) | ((qcint_t)b));
  89     return out;
  90 }
  91
  92 static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_and(vec3_t a, vec3_t b) {
  93     vec3_t out;
  94     out.x = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.x) & ((qcint_t)b.x));
  95     out.y = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.y) & ((qcint_t)b.y));
  96     out.z = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.z) & ((qcint_t)b.z));
  97     return out;
  98 }
  99
 100 static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_andvf(vec3_t a, qcfloat_t b) {
 101     vec3_t out;
 102     out.x = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.x) & ((qcint_t)b));
 103     out.y = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.y) & ((qcint_t)b));
 104     out.z = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.z) & ((qcint_t)b));
 105     return out;
 106 }
 107
 108 static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_xor(vec3_t a, vec3_t b) {
 109     vec3_t out;
 110     out.x = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.x) ^ ((qcint_t)b.x));
 111     out.y = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.y) ^ ((qcint_t)b.y));
 112     out.z = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.z) ^ ((qcint_t)b.z));
 113     return out;
 114 }
 115
 116 static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_xorvf(vec3_t a, qcfloat_t b) {
 117     vec3_t out;
 118     out.x = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.x) ^ ((qcint_t)b));
 119     out.y = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.y) ^ ((qcint_t)b));
 120     out.z = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.z) ^ ((qcint_t)b));
 121     return out;
 122 }
 123
 124 static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_not(vec3_t a) {
 125     vec3_t out;
 126     out.x = (qcfloat_t)(~((qcint_t)a.x));
 127     out.y = (qcfloat_t)(~((qcint_t)a.y));
 128     out.z = (qcfloat_t)(~((qcint_t)a.z));
 129     return out;
 130 }
 131
 132 static GMQCC_INLINE qcfloat_t vec3_mulvv(vec3_t a, vec3_t b) {
 133     return (a.x * b.x + a.y * b.y + a.z * b.z);
 134 }
 135
 136 static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_mulvf(vec3_t a, qcfloat_t b) {
 137     vec3_t out;
 138     out.x = a.x * b;
 139     out.y = a.y * b;
 140     out.z = a.z * b;
 141     return out;
 142 }
 143
 144 static GMQCC_INLINE bool vec3_cmp(vec3_t a, vec3_t b) {
 145     return a.x == b.x &&
 146            a.y == b.y &&
 147            a.z == b.z;
 148 }
 149
 150 static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_create(float x, float y, float z) {
 151     vec3_t out;
 152     out.x = x;
 153     out.y = y;
 154     out.z = z;
 155     return out;
 156 }
 157
 158 static GMQCC_INLINE qcfloat_t vec3_notf(vec3_t a) {
 159     return (!a.x && !a.y && !a.z);
 160 }
 161
 162 static GMQCC_INLINE bool vec3_pbool(vec3_t a) {
 163     return (a.x && a.y && a.z);
 164 }
 165
 166 static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_cross(vec3_t a, vec3_t b) {
 167     vec3_t out;
 168     out.x = a.y * b.z - a.z * b.y;
 169     out.y = a.z * b.x - a.x * b.z;
 170     out.z = a.x * b.y - a.y * b.x;
 171     return out;
 172 }
 173
 174 static lex_ctx_t fold_ctx(fold_t *fold) {
 175     lex_ctx_t ctx;
 176     if (fold->parser->lex)
 177         return parser_ctx(fold->parser);
 178
 179     memset(&ctx, 0, sizeof(ctx));
 180     return ctx;
 181 }
 182
 183 static GMQCC_INLINE bool fold_immediate_true(fold_t *fold, ast_value *v) {
 184     switch (v->expression.vtype) {
 185         case TYPE_FLOAT:
 186             return !!v->constval.vfloat;
 187         case TYPE_INTEGER:
 188             return !!v->constval.vint;
 189         case TYPE_VECTOR:
 190             if (OPTS_FLAG(CORRECT_LOGIC))
 191                 return vec3_pbool(v->constval.vvec);
 192             return !!(v->constval.vvec.x);
 193         case TYPE_STRING:
 194             if (!v->constval.vstring)
 195                 return false;
 196             if (OPTS_FLAG(TRUE_EMPTY_STRINGS))
 197                 return true;
 198             return !!v->constval.vstring[0];
 199         default:
 200             compile_error(fold_ctx(fold), "internal error: fold_immediate_true on invalid type");
 201             break;
 202     }
 203     return !!v->constval.vfunc;
 204 }
 205
 206 /* Handy macros to determine if an ast_value can be constant folded. */
 207 #define fold_can_1(X)  \
 208     (ast_istype(((ast_expression*)(X)), ast_value) && (X)->hasvalue && ((X)->cvq == CV_CONST) && \
 209                 ((ast_expression*)(X))->vtype != TYPE_FUNCTION)
 210
 211 #define fold_can_2(X, Y) (fold_can_1(X) && fold_can_1(Y))
 212 #define fold_can_div(X) (fold_immvalue_float(X) != 0.0f)
 213
 214 #define fold_immvalue_float(E)  ((E)->constval.vfloat)
 215 #define fold_immvalue_vector(E) ((E)->constval.vvec)
 216 #define fold_immvalue_string(E) ((E)->constval.vstring)
 217
 218 #ifdef INFINITY
 219 #   define fold_infinity_float  INFINITY
 220 #else
 221 #   define fold_infinity_float  (1.0 / 0.0)
 222 #endif /*! INFINITY */
 223
 224 #define fold_infinity_vector \
 225     vec3_create(             \
 226         fold_infinity_float, \
 227         fold_infinity_float, \
 228         fold_infinity_float  \
 229     )
 230
 231 fold_t *fold_init(parser_t *parser) {
 232     fold_t *fold                 = (fold_t*)mem_a(sizeof(fold_t));
 233     fold->parser                 = parser;
 234     fold->imm_float              = NULL;
 235     fold->imm_vector             = NULL;
 236     fold->imm_string             = NULL;
 237     fold->imm_string_untranslate = util_htnew(FOLD_STRING_UNTRANSLATE_HTSIZE);
 238     fold->imm_string_dotranslate = util_htnew(FOLD_STRING_DOTRANSLATE_HTSIZE);
 239
 240     /*
 241      * prime the tables with common constant values at constant
 242      * locations.
 243      */
 244     (void)fold_constgen_float (fold,  0.0f);
 245     (void)fold_constgen_float (fold,  1.0f);
 246     (void)fold_constgen_float (fold, -1.0f);
 247     (void)fold_constgen_float (fold,  fold_infinity_float); /* +inf */
 248
 249     (void)fold_constgen_vector(fold, vec3_create(0.0f, 0.0f, 0.0f));
 250     (void)fold_constgen_vector(fold, vec3_create(-1.0f, -1.0f, -1.0f));
 251     (void)fold_constgen_vector(fold, fold_infinity_vector); /* +inf */
 252
 253     return fold;
 254 }
 255
 256 bool fold_generate(fold_t *fold, ir_builder *ir) {
 257     /* generate globals for immediate folded values */
 258     size_t     i;
 259     ast_value *cur;
 260
 261     for (i = 0; i < vec_size(fold->imm_float);   ++i)
 262         if (!ast_global_codegen ((cur = fold->imm_float[i]), ir, false)) goto err;
 263     for (i = 0; i < vec_size(fold->imm_vector);  ++i)
 264         if (!ast_global_codegen((cur = fold->imm_vector[i]), ir, false)) goto err;
 265     for (i = 0; i < vec_size(fold->imm_string);  ++i)
 266         if (!ast_global_codegen((cur = fold->imm_string[i]), ir, false)) goto err;
 267
 268     return true;
 269
 270 err:
 271     con_out("failed to generate global %s\n", cur->name);
 272     ir_builder_delete(ir);
 273     return false;
 274 }
 275
 276 void fold_cleanup(fold_t *fold) {
 277     size_t i;
 278
 279     for (i = 0; i < vec_size(fold->imm_float);  ++i) ast_delete(fold->imm_float[i]);
 280     for (i = 0; i < vec_size(fold->imm_vector); ++i) ast_delete(fold->imm_vector[i]);
 281     for (i = 0; i < vec_size(fold->imm_string); ++i) ast_delete(fold->imm_string[i]);
 282
 283     vec_free(fold->imm_float);
 284     vec_free(fold->imm_vector);
 285     vec_free(fold->imm_string);
 286
 287     util_htdel(fold->imm_string_untranslate);
 288     util_htdel(fold->imm_string_dotranslate);
 289
 290     mem_d(fold);
 291 }
 292
 293 ast_expression *fold_constgen_float(fold_t *fold, qcfloat_t value) {
 294     ast_value  *out = NULL;
 295     size_t      i;
 296
 297     for (i = 0; i < vec_size(fold->imm_float); i++) {
 298         if (fold->imm_float[i]->constval.vfloat == value)
 299             return (ast_expression*)fold->imm_float[i];
 300     }
 301
 302     out                  = ast_value_new(fold_ctx(fold), "#IMMEDIATE", TYPE_FLOAT);
 303     out->cvq             = CV_CONST;
 304     out->hasvalue        = true;
 305     out->constval.vfloat = value;
 306
 307     vec_push(fold->imm_float, out);
 308
 309     return (ast_expression*)out;
 310 }
 311
 312 ast_expression *fold_constgen_vector(fold_t *fold, vec3_t value) {
 313     ast_value *out;
 314     size_t     i;
 315
 316     for (i = 0; i < vec_size(fold->imm_vector); i++) {
 317         if (vec3_cmp(fold->imm_vector[i]->constval.vvec, value))
 318             return (ast_expression*)fold->imm_vector[i];
 319     }
 320
 321     out                = ast_value_new(fold_ctx(fold), "#IMMEDIATE", TYPE_VECTOR);
 322     out->cvq           = CV_CONST;
 323     out->hasvalue      = true;
 324     out->constval.vvec = value;
 325
 326     vec_push(fold->imm_vector, out);
 327
 328     return (ast_expression*)out;
 329 }
 330
 331 ast_expression *fold_constgen_string(fold_t *fold, const char *str, bool translate) {
 332     hash_table_t *table = (translate) ? fold->imm_string_untranslate : fold->imm_string_dotranslate;
 333     ast_value    *out   = NULL;
 334     size_t        hash  = util_hthash(table, str);
 335
 336     if ((out = (ast_value*)util_htgeth(table, str, hash)))
 337         return (ast_expression*)out;
 338
 339     if (translate) {
 340         char name[32];
 341         util_snprintf(name, sizeof(name), "dotranslate_%lu", (unsigned long)(fold->parser->translated++));
 342         out                    = ast_value_new(parser_ctx(fold->parser), name, TYPE_STRING);
 343         out->expression.flags |= AST_FLAG_INCLUDE_DEF; /* def needs to be included for translatables */
 344     } else
 345         out                    = ast_value_new(fold_ctx(fold), "#IMMEDIATE", TYPE_STRING);
 346
 347     out->cvq              = CV_CONST;
 348     out->hasvalue         = true;
 349     out->isimm            = true;
 350     out->constval.vstring = parser_strdup(str);
 351
 352     vec_push(fold->imm_string, out);
 353     util_htseth(table, str, hash, out);
 354
 355     return (ast_expression*)out;
 356 }
 357
 358
 359 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_mul_vec(fold_t *fold, vec3_t vec, ast_value *sel, const char *set) {
 360     /*
 361      * vector-component constant folding works by matching the component sets
 362      * to eliminate expensive operations on whole-vectors (3 components at runtime).
 363      * to achive this effect in a clean manner this function generalizes the
 364      * values through the use of a set paramater, which is used as an indexing method
 365      * for creating the elided ast binary expression.
 366      *
 367      * Consider 'n 0 0' where y, and z need to be tested for 0, and x is
 368      * used as the value in a binary operation generating an INSTR_MUL instruction,
 369      * to acomplish the indexing of the correct component value we use set[0], set[1], set[2]
 370      * as x, y, z, where the values of those operations return 'x', 'y', 'z'. Because
 371      * of how ASCII works we can easily deliniate:
 372      * vec.z is the same as set[2]-'x' for when set[2] is 'z', 'z'-'x' results in a
 373      * literal value of 2, using this 2, we know that taking the address of vec->x (float)
 374      * and indxing it with this literal will yeild the immediate address of that component
 375      *
 376      * Of course more work needs to be done to generate the correct index for the ast_member_new
 377      * call, which is no problem: set[0]-'x' suffices that job.
 378      */
 379     qcfloat_t x = (&vec.x)[set[0]-'x'];
 380     qcfloat_t y = (&vec.x)[set[1]-'x'];
 381     qcfloat_t z = (&vec.x)[set[2]-'x'];
 382
 383     if (!y && !z) {
 384         ast_expression *out;
 385         ++opts_optimizationcount[OPTIM_VECTOR_COMPONENTS];
 386         out                        = (ast_expression*)ast_member_new(fold_ctx(fold), (ast_expression*)sel, set[0]-'x', NULL);
 387         out->node.keep             = false;
 388         ((ast_member*)out)->rvalue = true;
 389         if (x != -1.0f)
 390             return (ast_expression*)ast_binary_new(fold_ctx(fold), INSTR_MUL_F, fold_constgen_float(fold, x), out);
 391     }
 392     return NULL;
 393 }
 394
 395
 396 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_neg(fold_t *fold, ast_value *a) {
 397     if (isfloat(a)) {
 398         if (fold_can_1(a))
 399             return fold_constgen_float(fold, -fold_immvalue_float(a));
 400     } else if (isvector(a)) {
 401         if (fold_can_1(a))
 402             return fold_constgen_vector(fold, vec3_neg(fold_immvalue_vector(a)));
 403     }
 404     return NULL;
 405 }
 406
 407 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_not(fold_t *fold, ast_value *a) {
 408     if (isfloat(a)) {
 409         if (fold_can_1(a))
 410             return fold_constgen_float(fold, !fold_immvalue_float(a));
 411     } else if (isvector(a)) {
 412         if (fold_can_1(a))
 413             return fold_constgen_float(fold, vec3_notf(fold_immvalue_vector(a)));
 414     } else if (isstring(a)) {
 415         if (fold_can_1(a)) {
 416             if (OPTS_FLAG(TRUE_EMPTY_STRINGS))
 417                 return fold_constgen_float(fold, !fold_immvalue_string(a));
 418             else
 419                 return fold_constgen_float(fold, !fold_immvalue_string(a) || !*fold_immvalue_string(a));
 420         }
 421     }
 422     return NULL;
 423 }
 424
 425 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_add(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
 426     if (isfloat(a)) {
 427         if (fold_can_2(a, b))
 428             return fold_constgen_float(fold, fold_immvalue_float(a) + fold_immvalue_float(b));
 429     } else if (isvector(a)) {
 430         if (fold_can_2(a, b))
 431             return fold_constgen_vector(fold, vec3_add(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_vector(b)));
 432     }
 433     return NULL;
 434 }
 435
 436 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_sub(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
 437     if (isfloat(a)) {
 438         if (fold_can_2(a, b))
 439             return fold_constgen_float(fold, fold_immvalue_float(a) - fold_immvalue_float(b));
 440     } else if (isvector(a)) {
 441         if (fold_can_2(a, b))
 442             return fold_constgen_vector(fold, vec3_sub(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_vector(b)));
 443     }
 444     return NULL;
 445 }
 446
 447 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_mul(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
 448     if (isfloat(a)) {
 449         if (isvector(b)) {
 450             if (fold_can_2(a, b))
 451                 return fold_constgen_vector(fold, vec3_mulvf(fold_immvalue_vector(b), fold_immvalue_float(a)));
 452         } else {
 453             if (fold_can_2(a, b))
 454                 return fold_constgen_float(fold, fold_immvalue_float(a) * fold_immvalue_float(b));
 455         }
 456     } else if (isvector(a)) {
 457         if (isfloat(b)) {
 458             if (fold_can_2(a, b))
 459                 return fold_constgen_vector(fold, vec3_mulvf(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_float(b)));
 460         } else {
 461             if (fold_can_2(a, b)) {
 462                 return fold_constgen_float(fold, vec3_mulvv(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_vector(b)));
 463             } else if (OPTS_OPTIMIZATION(OPTIM_VECTOR_COMPONENTS) && fold_can_1(a)) {
 464                 ast_expression *out;
 465                 if ((out = fold_op_mul_vec(fold, fold_immvalue_vector(a), b, "xyz"))) return out;
 466                 if ((out = fold_op_mul_vec(fold, fold_immvalue_vector(a), b, "yxz"))) return out;
 467                 if ((out = fold_op_mul_vec(fold, fold_immvalue_vector(a), b, "zxy"))) return out;
 468             } else if (OPTS_OPTIMIZATION(OPTIM_VECTOR_COMPONENTS) && fold_can_1(b)) {
 469                 ast_expression *out;
 470                 if ((out = fold_op_mul_vec(fold, fold_immvalue_vector(b), a, "xyz"))) return out;
 471                 if ((out = fold_op_mul_vec(fold, fold_immvalue_vector(b), a, "yxz"))) return out;
 472                 if ((out = fold_op_mul_vec(fold, fold_immvalue_vector(b), a, "zxy"))) return out;
 473             }
 474         }
 475     }
 476     return NULL;
 477 }
 478
 479 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_div(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
 480     if (isfloat(a)) {
 481         if (fold_can_2(a, b)) {
 482             if (fold_can_div(b))
 483                 return fold_constgen_float(fold, fold_immvalue_float(a) / fold_immvalue_float(b));
 484             else
 485                 return (ast_expression*)fold->imm_float[3]; /* inf */
 486         } else if (fold_can_1(b)) {
 487             return (ast_expression*)ast_binary_new(
 488                 fold_ctx(fold),
 489                 INSTR_MUL_F,
 490                 (ast_expression*)a,
 491                 fold_constgen_float(fold, 1.0f / fold_immvalue_float(b))
 492             );
 493         }
 494     } else if (isvector(a)) {
 495         if (fold_can_2(a, b)) {
 496             if (fold_can_div(b)) {
 497                 return fold_constgen_vector(fold, vec3_mulvf(fold_immvalue_vector(a), 1.0f / fold_immvalue_float(b)));
 498             }
 499             else {
 500                 return (ast_expression*)fold->imm_vector[2]; /* inf */
 501             }
 502         } else {
 503             return (ast_expression*)ast_binary_new(
 504                 fold_ctx(fold),
 505                 INSTR_MUL_VF,
 506                 (ast_expression*)a,
 507                 (fold_can_1(b))
 508                     ? (ast_expression*)fold_constgen_float(fold, 1.0f / fold_immvalue_float(b))
 509                     : (ast_expression*)ast_binary_new(
 510                                             fold_ctx(fold),
 511                                             INSTR_DIV_F,
 512                                             (ast_expression*)fold->imm_float[1],
 513                                             (ast_expression*)b
 514                     )
 515             );
 516         }
 517     }
 518     return NULL;
 519 }
 520
 521 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_mod(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
 522     if (fold_can_2(a, b)) {
 523         if (fold_can_div(b))
 524             return fold_constgen_float(fold, (qcfloat_t)(((qcint_t)fold_immvalue_float(a)) % ((qcint_t)fold_immvalue_float(b))));
 525         else
 526             return (ast_expression*)fold->imm_float[3]; /* inf */
 527     }
 528     return NULL;
 529 }
 530
 531 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_bor(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
 532     if (isfloat(a)) {
 533         if (fold_can_2(a, b))
 534             return fold_constgen_float(fold, (qcfloat_t)(((qcint_t)fold_immvalue_float(a)) | ((qcint_t)fold_immvalue_float(b))));
 535     } else {
 536         if (isvector(b)) {
 537             if (fold_can_2(a, b))
 538                 return fold_constgen_vector(fold, vec3_or(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_vector(b)));
 539         } else {
 540             if (fold_can_2(a, b))
 541                 return fold_constgen_vector(fold, vec3_orvf(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_float(b)));
 542         }
 543     }
 544     return NULL;
 545 }
 546
 547 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_band(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
 548     if (isfloat(a)) {
 549         if (fold_can_2(a, b))
 550             return fold_constgen_float(fold, (qcfloat_t)(((qcint_t)fold_immvalue_float(a)) & ((qcint_t)fold_immvalue_float(b))));
 551     } else {
 552         if (isvector(b)) {
 553             if (fold_can_2(a, b))
 554                 return fold_constgen_vector(fold, vec3_and(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_vector(b)));
 555         } else {
 556             if (fold_can_2(a, b))
 557                 return fold_constgen_vector(fold, vec3_andvf(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_float(b)));
 558         }
 559     }
 560     return NULL;
 561 }
 562
 563 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_xor(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
 564     if (isfloat(a)) {
 565         if (fold_can_2(a, b))
 566             return fold_constgen_float(fold, (qcfloat_t)(((qcint_t)fold_immvalue_float(a)) ^ ((qcint_t)fold_immvalue_float(b))));
 567     } else {
 568         if (isvector(b)) {
 569             if (fold_can_2(a, b))
 570                 return fold_constgen_vector(fold, vec3_xor(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_vector(b)));
 571         } else {
 572             if (fold_can_2(a, b))
 573                 return fold_constgen_vector(fold, vec3_xorvf(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_float(b)));
 574         }
 575     }
 576     return NULL;
 577 }
 578
 579 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_lshift(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
 580     if (fold_can_2(a, b) && isfloats(a, b))
 581         return fold_constgen_float(fold, (qcfloat_t)((qcuint_t)(fold_immvalue_float(a)) << (qcuint_t)(fold_immvalue_float(b))));
 582     return NULL;
 583 }
 584
 585 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_rshift(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
 586     if (fold_can_2(a, b) && isfloats(a, b))
 587         return fold_constgen_float(fold, (qcfloat_t)((qcuint_t)(fold_immvalue_float(a)) >> (qcuint_t)(fold_immvalue_float(b))));
 588     return NULL;
 589 }
 590
 591 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_andor(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b, float expr) {
 592     if (fold_can_2(a, b)) {
 593         if (OPTS_FLAG(PERL_LOGIC)) {
 594             if (fold_immediate_true(fold, a))
 595                 return (ast_expression*)b;
 596         } else {
 597             return fold_constgen_float (
 598                 fold,
 599                 ((expr) ? (fold_immediate_true(fold, a) || fold_immediate_true(fold, b))
 600                         : (fold_immediate_true(fold, a) && fold_immediate_true(fold, b)))
 601                             ? 1
 602                             : 0
 603             );
 604         }
 605     }
 606     return NULL;
 607 }
 608
 609 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_tern(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b, ast_value *c) {
 610     if (fold_can_1(a)) {
 611         return fold_immediate_true(fold, a)
 612                     ? (ast_expression*)b
 613                     : (ast_expression*)c;
 614     }
 615     return NULL;
 616 }
 617
 618 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_exp(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
 619     if (fold_can_2(a, b))
 620         return fold_constgen_float(fold, (qcfloat_t)powf(fold_immvalue_float(a), fold_immvalue_float(b)));
 621     return NULL;
 622 }
 623
 624 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_lteqgt(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
 625     if (fold_can_2(a,b)) {
 626         if (fold_immvalue_float(a) <  fold_immvalue_float(b)) return (ast_expression*)fold->imm_float[2];
 627         if (fold_immvalue_float(a) == fold_immvalue_float(b)) return (ast_expression*)fold->imm_float[0];
 628         if (fold_immvalue_float(a) >  fold_immvalue_float(b)) return (ast_expression*)fold->imm_float[1];
 629     }
 630     return NULL;
 631 }
 632
 633 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_cmp(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b, bool ne) {
 634     if (fold_can_2(a, b)) {
 635         return fold_constgen_float(
 636                     fold,
 637                     (ne) ? (fold_immvalue_float(a) != fold_immvalue_float(b))
 638                          : (fold_immvalue_float(a) == fold_immvalue_float(b))
 639                 );
 640     }
 641     return NULL;
 642 }
 643
 644 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_bnot(fold_t *fold, ast_value *a) {
 645     if (isfloat(a)) {
 646         if (fold_can_1(a))
 647             return fold_constgen_float(fold, ~((qcint_t)fold_immvalue_float(a)));
 648     } else {
 649         if (isvector(a)) {
 650             if (fold_can_1(a))
 651                 return fold_constgen_vector(fold, vec3_not(fold_immvalue_vector(a)));
 652         }
 653     }
 654     return NULL;
 655 }
 656
 657 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_cross(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
 658     if (fold_can_2(a, b))
 659         return fold_constgen_vector(fold, vec3_cross(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_vector(b)));
 660     return NULL;
 661 }
 662
 663 ast_expression *fold_op(fold_t *fold, const oper_info *info, ast_expression **opexprs) {
 664     ast_value      *a = (ast_value*)opexprs[0];
 665     ast_value      *b = (ast_value*)opexprs[1];
 666     ast_value      *c = (ast_value*)opexprs[2];
 667     ast_expression *e = NULL;
 668
 669     /* can a fold operation be applied to this operator usage? */
 670     if (!info->folds)
 671         return NULL;
 672
 673     switch(info->operands) {
 674         case 3: if(!c) return NULL;
 675         case 2: if(!b) return NULL;
 676         case 1:
 677         if(!a) {
 678             compile_error(fold_ctx(fold), "internal error: fold_op no operands to fold\n");
 679             return NULL;
 680         }
 681     }
 682
 683     /*
 684      * we could use a boolean and default case but ironically gcc produces
 685      * invalid broken assembly from that operation. clang/tcc get it right,
 686      * but interestingly ignore compiling this to a jump-table when I do that,
 687      * this happens to be the most efficent method, since you have per-level
 688      * granularity on the pointer check happening only for the case you check
 689      * it in. Opposed to the default method which would involve a boolean and
 690      * pointer check after wards.
 691      */
 692     #define fold_op_case(ARGS, ARGS_OPID, OP, ARGS_FOLD)    \
 693         case opid##ARGS ARGS_OPID:                          \
 694             if ((e = fold_op_##OP ARGS_FOLD)) {             \
 695                 ++opts_optimizationcount[OPTIM_CONST_FOLD]; \
 696             }                                               \
 697             return e
 698
 699     switch(info->id) {
 700         fold_op_case(2, ('-', 'P'),    neg,    (fold, a));
 701         fold_op_case(2, ('!', 'P'),    not,    (fold, a));
 702         fold_op_case(1, ('+'),         add,    (fold, a, b));
 703         fold_op_case(1, ('-'),         sub,    (fold, a, b));
 704         fold_op_case(1, ('*'),         mul,    (fold, a, b));
 705         fold_op_case(1, ('/'),         div,    (fold, a, b));
 706         fold_op_case(1, ('%'),         mod,    (fold, a, b));
 707         fold_op_case(1, ('|'),         bor,    (fold, a, b));
 708         fold_op_case(1, ('&'),         band,   (fold, a, b));
 709         fold_op_case(1, ('^'),         xor,    (fold, a, b));
 710         fold_op_case(2, ('<', '<'),    lshift, (fold, a, b));
 711         fold_op_case(2, ('>', '>'),    rshift, (fold, a, b));
 712         fold_op_case(2, ('|', '|'),    andor,  (fold, a, b, true));
 713         fold_op_case(2, ('&', '&'),    andor,  (fold, a, b, false));
 714         fold_op_case(2, ('?', ':'),    tern,   (fold, a, b, c));
 715         fold_op_case(2, ('*', '*'),    exp,    (fold, a, b));
 716         fold_op_case(3, ('<','=','>'), lteqgt, (fold, a, b));
 717         fold_op_case(2, ('!', '='),    cmp,    (fold, a, b, true));
 718         fold_op_case(2, ('=', '='),    cmp,    (fold, a, b, false));
 719         fold_op_case(2, ('~', 'P'),    bnot,   (fold, a));
 720         fold_op_case(2, ('>', '<'),    cross,  (fold, a, b));
 721     }
 722     #undef fold_op_case
 723     compile_error(fold_ctx(fold), "internal error: attempted to constant-fold for unsupported operator");
 724     return NULL;
 725 }
 726
 727 /*
 728  * Constant folding for compiler intrinsics, simaler approach to operator
 729  * folding, primarly: individual functions for each intrinsics to fold,
 730  * and a generic selection function.
 731  */
 732 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_intrin_mod(fold_t *fold, ast_value *lhs, ast_value *rhs) {
 733     return fold_constgen_float(
 734                 fold,
 735                 fmodf(
 736                     fold_immvalue_float(lhs),
 737                     fold_immvalue_float(rhs)
 738                 )
 739             );
 740 }
 741
 742 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_intrin_pow(fold_t *fold, ast_value *lhs, ast_value *rhs) {
 743     return fold_constgen_float(
 744                 fold,
 745                 powf(
 746                     fold_immvalue_float(lhs),
 747                     fold_immvalue_float(rhs)
 748                 )
 749             );
 750 }
 751
 752 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_intrin_exp(fold_t *fold, ast_value *value) {
 753     return fold_constgen_float(fold, exp(fold_immvalue_float(value)));
 754 }
 755
 756 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_intrin_isnan(fold_t *fold, ast_value *value) {
 757     return fold_constgen_float(fold, isnan(fold_immvalue_float(value)) != 0.0f);
 758 }
 759
 760 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_intrin_fabs(fold_t *fold, ast_value *value) {
 761     return fold_constgen_float(fold, fabs(fold_immvalue_float(value)));
 762 }
 763
 764 ast_expression *fold_intrin(fold_t *fold, const char *intrin, ast_expression **arg) {
 765     if (!strcmp(intrin, "mod"))   return fold_intrin_mod  (fold, (ast_value*)arg[0], (ast_value*)arg[1]);
 766     if (!strcmp(intrin, "pow"))   return fold_intrin_pow  (fold, (ast_value*)arg[0], (ast_value*)arg[1]);
 767     if (!strcmp(intrin, "exp"))   return fold_intrin_exp  (fold, (ast_value*)arg[0]);
 768     if (!strcmp(intrin, "isnan")) return fold_intrin_isnan(fold, (ast_value*)arg[0]);
 769     if (!strcmp(intrin, "fabs"))  return fold_intrin_fabs (fold, (ast_value*)arg[0]);
 770
 771     return NULL;
 772 }
 773
 774 /*
 775  * These are all the actual constant folding methods that happen in between
 776  * the AST/IR stage of the compiler , i.e eliminating branches for const
 777  * expressions, which is the only supported thing so far. We undefine the
 778  * testing macros here because an ir_value is differant than an ast_value.
 779  */
 780 #undef expect
 781 #undef isfloat
 782 #undef isstring
 783 #undef isvector
 784 #undef fold_immvalue_float
 785 #undef fold_immvalue_string
 786 #undef fold_immvalue_vector
 787 #undef fold_can_1
 788 #undef fold_can_2
 789
 790 #define isfloat(X)              ((X)->vtype == TYPE_FLOAT)
 791 /*#define isstring(X)             ((X)->vtype == TYPE_STRING)*/
 792 /*#define isvector(X)             ((X)->vtype == TYPE_VECTOR)*/
 793 #define fold_immvalue_float(X)  ((X)->constval.vfloat)
 794 #define fold_immvalue_vector(X) ((X)->constval.vvec)
 795 /*#define fold_immvalue_string(X) ((X)->constval.vstring)*/
 796 #define fold_can_1(X)           ((X)->hasvalue && (X)->cvq == CV_CONST)
 797 /*#define fold_can_2(X,Y)         (fold_can_1(X) && fold_can_1(Y))*/
 798
 799 ast_expression *fold_superfluous(ast_expression *left, ast_expression *right, int op) {
 800     ast_value *load;
 801
 802     if (!ast_istype(left, ast_value) || !fold_can_1((load = (ast_value*)right)))
 803         return NULL;
 804
 805     switch (op) {
 806         case INSTR_MUL_F:
 807         case INSTR_DIV_F:
 808             if (fold_immvalue_float(load) == 1.0f) {
 809                 ++opts_optimizationcount[OPTIM_PEEPHOLE];
 810                 return (ast_expression*)left;
 811             }
 812             break;
 813
 814
 815         case INSTR_ADD_F:
 816         case INSTR_SUB_F:
 817             if (fold_immvalue_float(load) == 0.0f) {
 818                 ++opts_optimizationcount[OPTIM_PEEPHOLE];
 819                 return (ast_expression*)left;
 820             }
 821             break;
 822
 823         case INSTR_MUL_V:
 824             if (vec3_cmp(fold_immvalue_vector(load), vec3_create(1, 1, 1))) {
 825                 ++opts_optimizationcount[OPTIM_PEEPHOLE];
 826                 return (ast_expression*)left;
 827             }
 828             break;
 829
 830         case INSTR_ADD_V:
 831         case INSTR_SUB_V:
 832             if (vec3_cmp(fold_immvalue_vector(load), vec3_create(0, 0, 0))) {
 833                 ++opts_optimizationcount[OPTIM_PEEPHOLE];
 834                 return (ast_expression*)left;
 835             }
 836             break;
 837     }
 838
 839     return NULL;
 840 }
 841
 842 static GMQCC_INLINE int fold_cond(ir_value *condval, ast_function *func, ast_ifthen *branch) {
 843     if (isfloat(condval) && fold_can_1(condval) && OPTS_OPTIMIZATION(OPTIM_CONST_FOLD_DCE)) {
 844         ast_expression_codegen *cgen;
 845         ir_block               *elide;
 846         ir_value               *dummy;
 847         bool                    istrue  = (fold_immvalue_float(condval) != 0.0f && branch->on_true);
 848         bool                    isfalse = (fold_immvalue_float(condval) == 0.0f && branch->on_false);
 849         ast_expression         *path    = (istrue)  ? branch->on_true  :
 850                                           (isfalse) ? branch->on_false : NULL;
 851         if (!path) {
 852             /*
 853              * no path to take implies that the evaluation is if(0) and there
 854              * is no else block. so eliminate all the code.
 855              */
 856             ++opts_optimizationcount[OPTIM_CONST_FOLD_DCE];
 857             return true;
 858         }
 859
 860         if (!(elide = ir_function_create_block(ast_ctx(branch), func->ir_func, ast_function_label(func, ((istrue) ? "ontrue" : "onfalse")))))
 861             return false;
 862         if (!(*(cgen = path->codegen))((ast_expression*)path, func, false, &dummy))
 863             return false;
 864         if (!ir_block_create_jump(func->curblock, ast_ctx(branch), elide))
 865             return false;
 866         /*
 867          * now the branch has been eliminated and the correct block for the constant evaluation
 868          * is expanded into the current block for the function.
 869          */
 870         func->curblock = elide;
 871         ++opts_optimizationcount[OPTIM_CONST_FOLD_DCE];
 872         return true;
 873     }
 874     return -1; /* nothing done */
 875 }
 876
 877 int fold_cond_ternary(ir_value *condval, ast_function *func, ast_ternary *branch) {
 878     return fold_cond(condval, func, (ast_ifthen*)branch);
 879 }
 880
 881 int fold_cond_ifthen(ir_value *condval, ast_function *func, ast_ifthen *branch) {
 882     return fold_cond(condval, func, branch);
 883 }