Prevent divide by zero for / and % operations in constant folding (previously caused...
[xonotic/gmqcc.git] / 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 lex_ctx_t fold_ctx(fold_t *fold) {
167     lex_ctx_t ctx;
168     if (fold->parser->lex)
169         return parser_ctx(fold->parser);
170
171     memset(&ctx, 0, sizeof(ctx));
172     return ctx;
173 }
174
175 static GMQCC_INLINE bool fold_immediate_true(fold_t *fold, ast_value *v) {
176     switch (v->expression.vtype) {
177         case TYPE_FLOAT:
178             return !!v->constval.vfloat;
179         case TYPE_INTEGER:
180             return !!v->constval.vint;
181         case TYPE_VECTOR:
182             if (OPTS_FLAG(CORRECT_LOGIC))
183                 return vec3_pbool(v->constval.vvec);
184             return !!(v->constval.vvec.x);
185         case TYPE_STRING:
186             if (!v->constval.vstring)
187                 return false;
188             if (OPTS_FLAG(TRUE_EMPTY_STRINGS))
189                 return true;
190             return !!v->constval.vstring[0];
191         default:
192             compile_error(fold_ctx(fold), "internal error: fold_immediate_true on invalid type");
193             break;
194     }
195     return !!v->constval.vfunc;
196 }
197
198 /* Handy macros to determine if an ast_value can be constant folded. */
199 #define fold_can_1(X)  \
200     (ast_istype(((ast_expression*)(X)), ast_value) && (X)->hasvalue && ((X)->cvq == CV_CONST) && \
201                 ((ast_expression*)(X))->vtype != TYPE_FUNCTION)
202
203 #define fold_can_2(X, Y) (fold_can_1(X) && fold_can_1(Y))
204 #define fold_can_div(X) (fold_immvalue_float(X) != 0.0f)
205
206 #define fold_immvalue_float(E)  ((E)->constval.vfloat)
207 #define fold_immvalue_vector(E) ((E)->constval.vvec)
208 #define fold_immvalue_string(E) ((E)->constval.vstring)
209
210 #ifdef INFINITY
211 #   define fold_infinity_float  INFINITY
212 #else
213 #   define fold_infinity_float  (1.0 / 0.0)
214 #endif /*! INFINITY */
215
216 #define fold_infinity_vector \
217     vec3_create(             \
218         fold_infinity_float, \
219         fold_infinity_float, \
220         fold_infinity_float  \
221     )
222
223 fold_t *fold_init(parser_t *parser) {
224     fold_t *fold                 = (fold_t*)mem_a(sizeof(fold_t));
225     fold->parser                 = parser;
226     fold->imm_float              = NULL;
227     fold->imm_vector             = NULL;
228     fold->imm_string             = NULL;
229     fold->imm_string_untranslate = util_htnew(FOLD_STRING_UNTRANSLATE_HTSIZE);
230     fold->imm_string_dotranslate = util_htnew(FOLD_STRING_DOTRANSLATE_HTSIZE);
231
232     /*
233      * prime the tables with common constant values at constant
234      * locations.
235      */
236     (void)fold_constgen_float (fold,  0.0f);
237     (void)fold_constgen_float (fold,  1.0f);
238     (void)fold_constgen_float (fold, -1.0f);
239     (void)fold_constgen_float (fold,  fold_infinity_float); /* +inf */
240
241     (void)fold_constgen_vector(fold, vec3_create(0.0f, 0.0f, 0.0f));
242     (void)fold_constgen_vector(fold, vec3_create(-1.0f, -1.0f, -1.0f));
243     (void)fold_constgen_vector(fold, fold_infinity_vector); /* +inf */
244
245     return fold;
246 }
247
248 bool fold_generate(fold_t *fold, ir_builder *ir) {
249     /* generate globals for immediate folded values */
250     size_t     i;
251     ast_value *cur;
252
253     for (i = 0; i < vec_size(fold->imm_float);   ++i)
254         if (!ast_global_codegen ((cur = fold->imm_float[i]), ir, false)) goto err;
255     for (i = 0; i < vec_size(fold->imm_vector);  ++i)
256         if (!ast_global_codegen((cur = fold->imm_vector[i]), ir, false)) goto err;
257     for (i = 0; i < vec_size(fold->imm_string);  ++i)
258         if (!ast_global_codegen((cur = fold->imm_string[i]), ir, false)) goto err;
259
260     return true;
261
262 err:
263     con_out("failed to generate global %s\n", cur->name);
264     ir_builder_delete(ir);
265     return false;
266 }
267
268 void fold_cleanup(fold_t *fold) {
269     size_t i;
270
271     for (i = 0; i < vec_size(fold->imm_float);  ++i) ast_delete(fold->imm_float[i]);
272     for (i = 0; i < vec_size(fold->imm_vector); ++i) ast_delete(fold->imm_vector[i]);
273     for (i = 0; i < vec_size(fold->imm_string); ++i) ast_delete(fold->imm_string[i]);
274
275     vec_free(fold->imm_float);
276     vec_free(fold->imm_vector);
277     vec_free(fold->imm_string);
278
279     util_htdel(fold->imm_string_untranslate);
280     util_htdel(fold->imm_string_dotranslate);
281
282     mem_d(fold);
283 }
284
285 ast_expression *fold_constgen_float(fold_t *fold, qcfloat_t value) {
286     ast_value  *out = NULL;
287     size_t      i;
288
289     for (i = 0; i < vec_size(fold->imm_float); i++) {
290         if (fold->imm_float[i]->constval.vfloat == value)
291             return (ast_expression*)fold->imm_float[i];
292     }
293
294     out                  = ast_value_new(fold_ctx(fold), "#IMMEDIATE", TYPE_FLOAT);
295     out->cvq             = CV_CONST;
296     out->hasvalue        = true;
297     out->constval.vfloat = value;
298
299     vec_push(fold->imm_float, out);
300
301     return (ast_expression*)out;
302 }
303
304 ast_expression *fold_constgen_vector(fold_t *fold, vec3_t value) {
305     ast_value *out;
306     size_t     i;
307
308     for (i = 0; i < vec_size(fold->imm_vector); i++) {
309         if (vec3_cmp(fold->imm_vector[i]->constval.vvec, value))
310             return (ast_expression*)fold->imm_vector[i];
311     }
312
313     out                = ast_value_new(fold_ctx(fold), "#IMMEDIATE", TYPE_VECTOR);
314     out->cvq           = CV_CONST;
315     out->hasvalue      = true;
316     out->constval.vvec = value;
317
318     vec_push(fold->imm_vector, out);
319
320     return (ast_expression*)out;
321 }
322
323 ast_expression *fold_constgen_string(fold_t *fold, const char *str, bool translate) {
324     hash_table_t *table = (translate) ? fold->imm_string_untranslate : fold->imm_string_dotranslate;
325     ast_value    *out   = NULL;
326     size_t        hash  = util_hthash(table, str);
327
328     if ((out = (ast_value*)util_htgeth(table, str, hash)))
329         return (ast_expression*)out;
330
331     if (translate) {
332         char name[32];
333         util_snprintf(name, sizeof(name), "dotranslate_%lu", (unsigned long)(fold->parser->translated++));
334         out                    = ast_value_new(parser_ctx(fold->parser), name, TYPE_STRING);
335         out->expression.flags |= AST_FLAG_INCLUDE_DEF; /* def needs to be included for translatables */
336     } else
337         out                    = ast_value_new(fold_ctx(fold), "#IMMEDIATE", TYPE_STRING);
338
339     out->cvq              = CV_CONST;
340     out->hasvalue         = true;
341     out->isimm            = true;
342     out->constval.vstring = parser_strdup(str);
343
344     vec_push(fold->imm_string, out);
345     util_htseth(table, str, hash, out);
346
347     return (ast_expression*)out;
348 }
349
350
351 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_mul_vec(fold_t *fold, vec3_t vec, ast_value *sel, const char *set) {
352     /*
353      * vector-component constant folding works by matching the component sets
354      * to eliminate expensive operations on whole-vectors (3 components at runtime).
355      * to achive this effect in a clean manner this function generalizes the
356      * values through the use of a set paramater, which is used as an indexing method
357      * for creating the elided ast binary expression.
358      *
359      * Consider 'n 0 0' where y, and z need to be tested for 0, and x is
360      * used as the value in a binary operation generating an INSTR_MUL instruction,
361      * to acomplish the indexing of the correct component value we use set[0], set[1], set[2]
362      * as x, y, z, where the values of those operations return 'x', 'y', 'z'. Because
363      * of how ASCII works we can easily deliniate:
364      * vec.z is the same as set[2]-'x' for when set[2] is 'z', 'z'-'x' results in a
365      * literal value of 2, using this 2, we know that taking the address of vec->x (float)
366      * and indxing it with this literal will yeild the immediate address of that component
367      *
368      * Of course more work needs to be done to generate the correct index for the ast_member_new
369      * call, which is no problem: set[0]-'x' suffices that job.
370      */
371     qcfloat_t x = (&vec.x)[set[0]-'x'];
372     qcfloat_t y = (&vec.x)[set[1]-'x'];
373     qcfloat_t z = (&vec.x)[set[2]-'x'];
374
375     if (!y && !z) {
376         ast_expression *out;
377         ++opts_optimizationcount[OPTIM_VECTOR_COMPONENTS];
378         out                        = (ast_expression*)ast_member_new(fold_ctx(fold), (ast_expression*)sel, set[0]-'x', NULL);
379         out->node.keep             = false;
380         ((ast_member*)out)->rvalue = true;
381         if (x != -1)
382             return (ast_expression*)ast_binary_new(fold_ctx(fold), INSTR_MUL_F, fold_constgen_float(fold, x), out);
383     }
384     return NULL;
385 }
386
387
388 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_neg(fold_t *fold, ast_value *a) {
389     if (isfloat(a)) {
390         if (fold_can_1(a))
391             return fold_constgen_float(fold, -fold_immvalue_float(a));
392     } else if (isvector(a)) {
393         if (fold_can_1(a))
394             return fold_constgen_vector(fold, vec3_neg(fold_immvalue_vector(a)));
395     }
396     return NULL;
397 }
398
399 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_not(fold_t *fold, ast_value *a) {
400     if (isfloat(a)) {
401         if (fold_can_1(a))
402             return fold_constgen_float(fold, !fold_immvalue_float(a));
403     } else if (isvector(a)) {
404         if (fold_can_1(a))
405             return fold_constgen_float(fold, vec3_notf(fold_immvalue_vector(a)));
406     } else if (isstring(a)) {
407         if (fold_can_1(a)) {
408             if (OPTS_FLAG(TRUE_EMPTY_STRINGS))
409                 return fold_constgen_float(fold, !fold_immvalue_string(a));
410             else
411                 return fold_constgen_float(fold, !fold_immvalue_string(a) || !*fold_immvalue_string(a));
412         }
413     }
414     return NULL;
415 }
416
417 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_add(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
418     if (isfloat(a)) {
419         if (fold_can_2(a, b))
420             return fold_constgen_float(fold, fold_immvalue_float(a) + fold_immvalue_float(b));
421     } else if (isvector(a)) {
422         if (fold_can_2(a, b))
423             return fold_constgen_vector(fold, vec3_add(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_vector(b)));
424     }
425     return NULL;
426 }
427
428 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_sub(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
429     if (isfloat(a)) {
430         if (fold_can_2(a, b))
431             return fold_constgen_float(fold, fold_immvalue_float(a) - fold_immvalue_float(b));
432     } else if (isvector(a)) {
433         if (fold_can_2(a, b))
434             return fold_constgen_vector(fold, vec3_sub(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_vector(b)));
435     }
436     return NULL;
437 }
438
439 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_mul(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
440     if (isfloat(a)) {
441         if (isvector(b)) {
442             if (fold_can_2(a, b))
443                 return fold_constgen_vector(fold, vec3_mulvf(fold_immvalue_vector(b), fold_immvalue_float(a)));
444         } else {
445             if (fold_can_2(a, b))
446                 return fold_constgen_float(fold, fold_immvalue_float(a) * fold_immvalue_float(b));
447         }
448     } else if (isvector(a)) {
449         if (isfloat(b)) {
450             if (fold_can_2(a, b))
451                 return fold_constgen_vector(fold, vec3_mulvf(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_float(b)));
452         } else {
453             if (fold_can_2(a, b)) {
454                 return fold_constgen_float(fold, vec3_mulvv(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_vector(b)));
455             } else if (OPTS_OPTIMIZATION(OPTIM_VECTOR_COMPONENTS) && fold_can_1(a)) {
456                 ast_expression *out;
457                 if ((out = fold_op_mul_vec(fold, fold_immvalue_vector(a), b, "xyz"))) return out;
458                 if ((out = fold_op_mul_vec(fold, fold_immvalue_vector(a), b, "yxz"))) return out;
459                 if ((out = fold_op_mul_vec(fold, fold_immvalue_vector(a), b, "zxy"))) return out;
460             } else if (OPTS_OPTIMIZATION(OPTIM_VECTOR_COMPONENTS) && fold_can_1(b)) {
461                 ast_expression *out;
462                 if ((out = fold_op_mul_vec(fold, fold_immvalue_vector(b), a, "xyz"))) return out;
463                 if ((out = fold_op_mul_vec(fold, fold_immvalue_vector(b), a, "yxz"))) return out;
464                 if ((out = fold_op_mul_vec(fold, fold_immvalue_vector(b), a, "zxy"))) return out;
465             }
466         }
467     }
468     return NULL;
469 }
470
471 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_div(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
472     if (isfloat(a)) {
473         if (fold_can_2(a, b)) {
474             if (fold_can_div(b))
475                 return fold_constgen_float(fold, fold_immvalue_float(a) / fold_immvalue_float(b));
476             else
477                 return (ast_expression*)fold->imm_float[3]; /* inf */
478         }
479     } else if (isvector(a)) {
480         if (fold_can_2(a, b)) {
481             if (fold_can_div(b)) {
482                 printf("hit wrong logic\n");
483                 return fold_constgen_vector(fold, vec3_mulvf(fold_immvalue_vector(a), 1.0f / fold_immvalue_float(b)));
484             }
485             else {
486                 printf("hit logic\n");
487                 return (ast_expression*)fold->imm_vector[2]; /* inf */
488             }
489         } else {
490             return (ast_expression*)ast_binary_new(
491                 fold_ctx(fold),
492                 INSTR_MUL_VF,
493                 (ast_expression*)a,
494                 (fold_can_1(b))
495                     ? (ast_expression*)fold_constgen_float(fold, 1.0f / fold_immvalue_float(b))
496                     : (ast_expression*)ast_binary_new(
497                                             fold_ctx(fold),
498                                             INSTR_DIV_F,
499                                             (ast_expression*)fold->imm_float[1],
500                                             (ast_expression*)b
501                     )
502             );
503         }
504     }
505     return NULL;
506 }
507
508 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_mod(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
509     if (fold_can_2(a, b)) {
510         if (fold_can_div(b))
511             return fold_constgen_float(fold, (qcfloat_t)(((qcint_t)fold_immvalue_float(a)) % ((qcint_t)fold_immvalue_float(b))));
512         else
513             return (ast_expression*)fold->imm_float[3]; /* inf */
514     }
515     return NULL;
516 }
517
518 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_bor(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
519     if (isfloat(a)) {
520         if (fold_can_2(a, b))
521             return fold_constgen_float(fold, (qcfloat_t)(((qcint_t)fold_immvalue_float(a)) | ((qcint_t)fold_immvalue_float(b))));
522     } else {
523         if (isvector(b)) {
524             if (fold_can_2(a, b))
525                 return fold_constgen_vector(fold, vec3_or(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_vector(b)));
526         } else {
527             if (fold_can_2(a, b))
528                 return fold_constgen_vector(fold, vec3_orvf(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_float(b)));
529         }
530     }
531     return NULL;
532 }
533
534 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_band(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
535     if (isfloat(a)) {
536         if (fold_can_2(a, b))
537             return fold_constgen_float(fold, (qcfloat_t)(((qcint_t)fold_immvalue_float(a)) & ((qcint_t)fold_immvalue_float(b))));
538     } else {
539         if (isvector(b)) {
540             if (fold_can_2(a, b))
541                 return fold_constgen_vector(fold, vec3_and(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_vector(b)));
542         } else {
543             if (fold_can_2(a, b))
544                 return fold_constgen_vector(fold, vec3_andvf(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_float(b)));
545         }
546     }
547     return NULL;
548 }
549
550 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_xor(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
551     if (isfloat(a)) {
552         if (fold_can_2(a, b))
553             return fold_constgen_float(fold, (qcfloat_t)(((qcint_t)fold_immvalue_float(a)) ^ ((qcint_t)fold_immvalue_float(b))));
554     } else {
555         if (isvector(b)) {
556             if (fold_can_2(a, b))
557                 return fold_constgen_vector(fold, vec3_xor(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_vector(b)));
558         } else {
559             if (fold_can_2(a, b))
560                 return fold_constgen_vector(fold, vec3_xorvf(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_float(b)));
561         }
562     }
563     return NULL;
564 }
565
566 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_lshift(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
567     if (fold_can_2(a, b) && isfloats(a, b))
568         return fold_constgen_float(fold, (qcfloat_t)((qcuint_t)(fold_immvalue_float(a)) << (qcuint_t)(fold_immvalue_float(b))));
569     return NULL;
570 }
571
572 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_rshift(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
573     if (fold_can_2(a, b) && isfloats(a, b))
574         return fold_constgen_float(fold, (qcfloat_t)((qcuint_t)(fold_immvalue_float(a)) >> (qcuint_t)(fold_immvalue_float(b))));
575     return NULL;
576 }
577
578 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_andor(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b, float expr) {
579     if (fold_can_2(a, b)) {
580         if (OPTS_FLAG(PERL_LOGIC)) {
581             if (fold_immediate_true(fold, a))
582                 return (ast_expression*)b;
583         } else {
584             return fold_constgen_float (
585                 fold,
586                 ((expr) ? (fold_immediate_true(fold, a) || fold_immediate_true(fold, b))
587                         : (fold_immediate_true(fold, a) && fold_immediate_true(fold, b)))
588                             ? 1
589                             : 0
590             );
591         }
592     }
593     return NULL;
594 }
595
596 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_tern(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b, ast_value *c) {
597     if (fold_can_1(a)) {
598         return fold_immediate_true(fold, a)
599                     ? (ast_expression*)b
600                     : (ast_expression*)c;
601     }
602     return NULL;
603 }
604
605 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_exp(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
606     if (fold_can_2(a, b))
607         return fold_constgen_float(fold, (qcfloat_t)powf(fold_immvalue_float(a), fold_immvalue_float(b)));
608     return NULL;
609 }
610
611 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_lteqgt(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
612     if (fold_can_2(a,b)) {
613         if (fold_immvalue_float(a) <  fold_immvalue_float(b)) return (ast_expression*)fold->imm_float[2];
614         if (fold_immvalue_float(a) == fold_immvalue_float(b)) return (ast_expression*)fold->imm_float[0];
615         if (fold_immvalue_float(a) >  fold_immvalue_float(b)) return (ast_expression*)fold->imm_float[1];
616     }
617     return NULL;
618 }
619
620 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_cmp(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b, bool ne) {
621     if (fold_can_2(a, b)) {
622         return fold_constgen_float(
623                     fold,
624                     (ne) ? (fold_immvalue_float(a) != fold_immvalue_float(b))
625                          : (fold_immvalue_float(a) == fold_immvalue_float(b))
626                 );
627     }
628     return NULL;
629 }
630
631 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_bnot(fold_t *fold, ast_value *a) {
632     if (isfloat(a)) {
633         if (fold_can_1(a))
634             return fold_constgen_float(fold, ~((qcint_t)fold_immvalue_float(a)));
635     } else {
636         if (isvector(a)) {
637             if (fold_can_1(a))
638                 return fold_constgen_vector(fold, vec3_not(fold_immvalue_vector(a)));
639         }
640     }
641     return NULL;
642 }
643
644 ast_expression *fold_op(fold_t *fold, const oper_info *info, ast_expression **opexprs) {
645     ast_value      *a = (ast_value*)opexprs[0];
646     ast_value      *b = (ast_value*)opexprs[1];
647     ast_value      *c = (ast_value*)opexprs[2];
648     ast_expression *e = NULL;
649
650     /* can a fold operation be applied to this operator usage? */
651     if (!info->folds)
652         return NULL;
653
654     switch(info->operands) {
655         case 3: if(!c) return NULL;
656         case 2: if(!b) return NULL;
657         case 1:
658         if(!a) {
659             compile_error(fold_ctx(fold), "internal error: fold_op no operands to fold\n");
660             return NULL;
661         }
662     }
663
664     /*
665      * we could use a boolean and default case but ironically gcc produces
666      * invalid broken assembly from that operation. clang/tcc get it right,
667      * but interestingly ignore compiling this to a jump-table when I do that,
668      * this happens to be the most efficent method, since you have per-level
669      * granularity on the pointer check happening only for the case you check
670      * it in. Opposed to the default method which would involve a boolean and
671      * pointer check after wards.
672      */
673     #define fold_op_case(ARGS, ARGS_OPID, OP, ARGS_FOLD)    \
674         case opid##ARGS ARGS_OPID:                          \
675             if ((e = fold_op_##OP ARGS_FOLD)) {             \
676                 ++opts_optimizationcount[OPTIM_CONST_FOLD]; \
677             }                                               \
678             return e
679
680     switch(info->id) {
681         fold_op_case(2, ('-', 'P'),    neg,    (fold, a));
682         fold_op_case(2, ('!', 'P'),    not,    (fold, a));
683         fold_op_case(1, ('+'),         add,    (fold, a, b));
684         fold_op_case(1, ('-'),         sub,    (fold, a, b));
685         fold_op_case(1, ('*'),         mul,    (fold, a, b));
686         fold_op_case(1, ('/'),         div,    (fold, a, b));
687         fold_op_case(1, ('%'),         mod,    (fold, a, b));
688         fold_op_case(1, ('|'),         bor,    (fold, a, b));
689         fold_op_case(1, ('&'),         band,   (fold, a, b));
690         fold_op_case(1, ('^'),         xor,    (fold, a, b));
691         fold_op_case(2, ('<', '<'),    lshift, (fold, a, b));
692         fold_op_case(2, ('>', '>'),    rshift, (fold, a, b));
693         fold_op_case(2, ('|', '|'),    andor,  (fold, a, b, true));
694         fold_op_case(2, ('&', '&'),    andor,  (fold, a, b, false));
695         fold_op_case(2, ('?', ':'),    tern,   (fold, a, b, c));
696         fold_op_case(2, ('*', '*'),    exp,    (fold, a, b));
697         fold_op_case(3, ('<','=','>'), lteqgt, (fold, a, b));
698         fold_op_case(2, ('!', '='),    cmp,    (fold, a, b, true));
699         fold_op_case(2, ('=', '='),    cmp,    (fold, a, b, false));
700         fold_op_case(2, ('~', 'P'),    bnot,   (fold, a));
701     }
702     #undef fold_op_case
703     compile_error(fold_ctx(fold), "internal error: attempted to constant-fold for unsupported operator");
704     return NULL;
705 }
706
707 /*
708  * Constant folding for compiler intrinsics, simaler approach to operator
709  * folding, primarly: individual functions for each intrinsics to fold,
710  * and a generic selection function.
711  */
712 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_intrin_mod(fold_t *fold, ast_value *lhs, ast_value *rhs) {
713     return fold_constgen_float(
714                 fold,
715                 fmodf(
716                     fold_immvalue_float(lhs),
717                     fold_immvalue_float(rhs)
718                 )
719             );
720 }
721
722 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_intrin_pow(fold_t *fold, ast_value *lhs, ast_value *rhs) {
723     return fold_constgen_float(
724                 fold,
725                 powf(
726                     fold_immvalue_float(lhs),
727                     fold_immvalue_float(rhs)
728                 )
729             );
730 }
731
732 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_intrin_exp(fold_t *fold, ast_value *value) {
733     return fold_constgen_float(fold, exp(fold_immvalue_float(value)));
734 }
735
736 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_intrin_isnan(fold_t *fold, ast_value *value) {
737     return fold_constgen_float(fold, isnan(fold_immvalue_float(value)) != 0.0f);
738 }
739
740 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_intrin_fabs(fold_t *fold, ast_value *value) {
741     return fold_constgen_float(fold, fabs(fold_immvalue_float(value)));
742 }
743
744 ast_expression *fold_intrin(fold_t *fold, const char *intrin, ast_expression **arg) {
745     if (!strcmp(intrin, "mod"))   return fold_intrin_mod  (fold, (ast_value*)arg[0], (ast_value*)arg[1]);
746     if (!strcmp(intrin, "pow"))   return fold_intrin_pow  (fold, (ast_value*)arg[0], (ast_value*)arg[1]);
747     if (!strcmp(intrin, "exp"))   return fold_intrin_exp  (fold, (ast_value*)arg[0]);
748     if (!strcmp(intrin, "isnan")) return fold_intrin_isnan(fold, (ast_value*)arg[0]);
749     if (!strcmp(intrin, "fabs"))  return fold_intrin_fabs (fold, (ast_value*)arg[0]);
750
751     return NULL;
752 }
753
754 /*
755  * These are all the actual constant folding methods that happen in between
756  * the AST/IR stage of the compiler , i.e eliminating branches for const
757  * expressions, which is the only supported thing so far. We undefine the
758  * testing macros here because an ir_value is differant than an ast_value.
759  */
760 #undef expect
761 #undef isfloat
762 #undef isstring
763 #undef isvector
764 #undef fold_immvalue_float
765 #undef fold_immvalue_string
766 #undef fold_immvalue_vector
767 #undef fold_can_1
768 #undef fold_can_2
769
770 #define isfloat(X)              ((X)->vtype == TYPE_FLOAT)
771 /*#define isstring(X)             ((X)->vtype == TYPE_STRING)*/
772 /*#define isvector(X)             ((X)->vtype == TYPE_VECTOR)*/
773 #define fold_immvalue_float(X)  ((X)->constval.vfloat)
774 /*#define fold_immvalue_vector(X) ((X)->constval.vvec)*/
775 /*#define fold_immvalue_string(X) ((X)->constval.vstring)*/
776 #define fold_can_1(X)           ((X)->hasvalue && (X)->cvq == CV_CONST)
777 /*#define fold_can_2(X,Y)         (fold_can_1(X) && fold_can_1(Y))*/
778
779
780 int fold_cond(ir_value *condval, ast_function *func, ast_ifthen *branch) {
781     if (isfloat(condval) && fold_can_1(condval) && OPTS_OPTIMIZATION(OPTIM_CONST_FOLD_DCE)) {
782         ast_expression_codegen *cgen;
783         ir_block               *elide;
784         ir_value               *dummy;
785         bool                    istrue  = (fold_immvalue_float(condval) != 0.0f && branch->on_true);
786         bool                    isfalse = (fold_immvalue_float(condval) == 0.0f && branch->on_false);
787         ast_expression         *path    = (istrue)  ? branch->on_true  :
788                                           (isfalse) ? branch->on_false : NULL;
789         if (!path) {
790             /*
791              * no path to take implies that the evaluation is if(0) and there
792              * is no else block. so eliminate all the code.
793              */
794             ++opts_optimizationcount[OPTIM_CONST_FOLD_DCE];
795             return true;
796         }
797
798         if (!(elide = ir_function_create_block(ast_ctx(branch), func->ir_func, ast_function_label(func, ((istrue) ? "ontrue" : "onfalse")))))
799             return false;
800         if (!(*(cgen = path->codegen))((ast_expression*)path, func, false, &dummy))
801             return false;
802         if (!ir_block_create_jump(func->curblock, ast_ctx(branch), elide))
803             return false;
804         /*
805          * now the branch has been eliminated and the correct block for the constant evaluation
806          * is expanded into the current block for the function.
807          */
808         func->curblock = elide;
809         ++opts_optimizationcount[OPTIM_CONST_FOLD_DCE];
810         return true;
811     }
812     return -1; /* nothing done */
813 }