fold.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2012, 2013, 2014
   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 /* The options to use for inexact and arithmetic exceptions */
  33 #define FOLD_ROUNDING SFLOAT_ROUND_NEAREST_EVEN
  34 #define FOLD_TINYNESS SFLOAT_TBEFORE
  35
  36 /*
  37  * The constant folder is also responsible for validating if the constant
  38  * expressions produce valid results. We cannot trust the FPU control
  39  * unit for these exceptions because setting FPU control words might not
  40  * work. Systems can set and enforce FPU modes of operation. It's also valid
  41  * for libc's to simply ignore FPU exceptions. For instance ARM CPUs in
  42  * glibc. We implement some trivial and IEE 754 conformant functions which
  43  * emulate those operations. This is an entierly optional compiler feature
  44  * which shouldn't be enabled for anything other than performing strict
  45  * passes on constant expressions since it's quite slow.
  46  */
  47 typedef uint32_t sfloat_t;
  48
  49 typedef union {
  50     qcfloat_t f;
  51     sfloat_t  s;
  52 } sfloat_cast_t;
  53
  54 typedef enum {
  55     SFLOAT_NOEXCEPT  = 0,
  56     SFLOAT_INVALID   = 1,
  57     SFLOAT_DIVBYZERO = 4,
  58     SFLOAT_OVERFLOW  = 8,
  59     SFLOAT_UNDERFLOW = 16,
  60     SFLOAT_INEXACT   = 32
  61 } sfloat_exceptionflags_t;
  62
  63 typedef enum {
  64     SFLOAT_ROUND_NEAREST_EVEN,
  65     SFLOAT_ROUND_DOWN,
  66     SFLOAT_ROUND_UP,
  67     SFLOAT_ROUND_TO_ZERO
  68 } sfloat_roundingmode_t;
  69
  70 typedef enum {
  71     SFLOAT_TAFTER,
  72     SFLOAT_TBEFORE
  73 } sfloat_tdetect_t;
  74
  75 typedef struct {
  76     sfloat_roundingmode_t   roundingmode;
  77     sfloat_exceptionflags_t exceptionflags;
  78     sfloat_tdetect_t        tiny;
  79 } sfloat_state_t;
  80
  81 /* Count of leading zero bits before the most-significand 1 bit. */
  82 #ifdef _MSC_VER
  83 /* MSVC has an intrinsic for this */
  84     static GMQCC_INLINE uint32_t sfloat_clz(uint32_t x) {
  85         int r = 0;
  86         _BitScanForward(&r, x);
  87         return r;
  88     }
  89 #   define SFLOAT_CLZ(X, SUB) \
  90         (sfloat_clz((X)) - (SUB))
  91 #elif defined(__GNUC__) || defined(__CLANG__)
  92 /* Clang and GCC have a builtin for this */
  93 #   define SFLOAT_CLZ(X, SUB) \
  94         (__builtin_clz((X)) - (SUB))
  95 #else
  96 /* Native fallback */
  97     static GMQCC_INLINE uint32_t sfloat_popcnt(uint32_t x) {
  98         x -= ((x >> 1) & 0x55555555);
  99         x  = (((x >> 2) & 0x33333333) + (x & 0x33333333));
 100         x  = (((x >> 4) + x) & 0x0F0F0F0F);
 101         x += x >> 8;
 102         x += x >> 16;
 103         return x & 0x0000003F;
 104     }
 105     static GMQCC_INLINE uint32_t sfloat_clz(uint32_t x) {
 106         x |= (x >> 1);
 107         x |= (x >> 2);
 108         x |= (x >> 4);
 109         x |= (x >> 8);
 110         x |= (x >> 16);
 111         return 32 - sfloat_popcnt(x);
 112     }
 113 #   define SFLOAT_CLZ(X, SUB) \
 114         (sfloat_clz((X) - (SUB)))
 115 #endif
 116
 117 /* The value of a NaN */
 118 #define SFLOAT_NAN 0xFFC00000
 119 /* Test if NaN */
 120 #define SFLOAT_ISNAN(A) \
 121     (0xFF000000 < (uint32_t)((A) << 1))
 122 /* Test if signaling NaN */
 123 #define SFLOAT_ISSNAN(A) \
 124     (((((A) >> 22) & 0x1FF) == 0x1FE) && ((A) & 0x003FFFFF))
 125 /* Raise exception */
 126 #define SFLOAT_RAISE(STATE, FLAGS) \
 127     ((STATE)->exceptionflags = (sfloat_exceptionflags_t)((STATE)->exceptionflags | (FLAGS)))
 128 /*
 129  * Shifts `A' right `COUNT' bits. Non-zero bits are stored in LSB. Size
 130  * sets the arbitrarly-large limit.
 131  */
 132 #define SFLOAT_SHIFT(SIZE, A, COUNT, Z)                                      \
 133     *(Z) = ((COUNT) == 0)                                                    \
 134         ? 1                                                                  \
 135         : (((COUNT) < (SIZE))                                                \
 136             ? ((A) >> (COUNT)) | (((A) << ((-(COUNT)) & ((SIZE) - 1))) != 0) \
 137             : ((A) != 0))
 138 /* Extract fractional component */
 139 #define SFLOAT_EXTRACT_FRAC(X) \
 140     ((uint32_t)((X) & 0x007FFFFF))
 141 /* Extract exponent component */
 142 #define SFLOAT_EXTRACT_EXP(X) \
 143     ((int16_t)((X) >> 23) & 0xFF)
 144 /* Extract sign bit */
 145 #define SFLOAT_EXTRACT_SIGN(X) \
 146     ((X) >> 31)
 147 /* Normalize a subnormal */
 148 #define SFLOAT_SUBNORMALIZE(SA, Z, SZ) \
 149     (void)(*(SZ) = (SA) << SFLOAT_CLZ((SA), 8), *(SZ) = 1 - SFLOAT_CLZ((SA), 8))
 150 /*
 151  * Pack sign, exponent and significand and produce a float.
 152  *
 153  * Integer portions of the significand are added to the exponent. The
 154  * exponent input should be one less than the result exponent whenever
 155  * the significand is normalized since normalized significand will
 156  * always have an integer portion of value one.
 157  */
 158 #define SFLOAT_PACK(SIGN, EXP, SIG) \
 159     (sfloat_t)((((uint32_t)(SIGN)) << 31) + (((uint32_t)(EXP)) << 23) + (SIG))
 160
 161 /* Calculate NaN. If either operands are signaling then raise invalid */
 162 static sfloat_t sfloat_propagate_nan(sfloat_state_t *state, sfloat_t a, sfloat_t b) {
 163     bool isnan_a  = SFLOAT_ISNAN(a);
 164     bool issnan_a = SFLOAT_ISSNAN(a);
 165     bool isnan_b  = SFLOAT_ISNAN(b);
 166     bool issnan_b = SFLOAT_ISSNAN(b);
 167
 168     a |= 0x00400000;
 169     b |= 0x00400000;
 170
 171     if (issnan_a | issnan_b)
 172         SFLOAT_RAISE(state, SFLOAT_INEXACT);
 173     if (issnan_a) {
 174         if (issnan_b)
 175             goto larger;
 176         return isnan_b ? b : a;
 177     } else if (isnan_a) {
 178         if (issnan_b | !isnan_b)
 179             return a;
 180 larger:
 181         if ((uint32_t)(a << 1) < (uint32_t)(b << 1)) return b;
 182         if ((uint32_t)(b << 1) < (uint32_t)(a << 1)) return a;
 183         return (a < b) ? a : b;
 184     }
 185     return b;
 186 }
 187
 188 /* Round and pack */
 189 static sfloat_t SFLOAT_PACK_round(sfloat_state_t *state, bool sign_z, int16_t exp_z, uint32_t sig_z) {
 190     sfloat_roundingmode_t mode      = state->roundingmode;
 191     bool                  even      = !!(mode == SFLOAT_ROUND_NEAREST_EVEN);
 192     unsigned char         increment = 0x40;
 193     unsigned char         bits      = sig_z & 0x7F;
 194
 195     if (!even) {
 196         if (mode == SFLOAT_ROUND_TO_ZERO)
 197             increment = 0;
 198         else {
 199             increment = 0x7F;
 200             if (sign_z) {
 201                 if (mode == SFLOAT_ROUND_UP)
 202                     increment = 0;
 203             } else {
 204                 if (mode == SFLOAT_ROUND_DOWN)
 205                     increment = 0;
 206             }
 207         }
 208     }
 209
 210     if (0xFD <= (uint16_t)exp_z) {
 211         if ((0xFD < exp_z) || ((exp_z == 0xFD) && ((int32_t)(sig_z + increment) < 0))) {
 212             SFLOAT_RAISE(state, SFLOAT_OVERFLOW | SFLOAT_INEXACT);
 213             return SFLOAT_PACK(sign_z, 0xFF, 0) - (increment == 0);
 214         }
 215         if (exp_z < 0) {
 216             /* Check for underflow */
 217             bool tiny = (state->tiny == SFLOAT_TBEFORE) || (exp_z < -1) || (sig_z + increment < 0x80000000);
 218             SFLOAT_SHIFT(32, sig_z, -exp_z, &sig_z);
 219             exp_z = 0;
 220             bits = sig_z & 0x7F;
 221             if (tiny && bits)
 222                 SFLOAT_RAISE(state, SFLOAT_UNDERFLOW);
 223         }
 224     }
 225
 226     /*
 227      * Significand has point between bits 30 and 29, 7 bits to the left of
 228      * the usual place. This shifted significand has to be normalized
 229      * or smaller, if it isn't the exponent must be zero, in which case
 230      * no rounding occurs since the result will be a subnormal.
 231      */
 232     if (bits)
 233         SFLOAT_RAISE(state, SFLOAT_INEXACT);
 234     sig_z = (sig_z + increment) >> 7;
 235     sig_z &= ~(((bits ^ 0x40) == 0) & even);
 236     if (sig_z == 0)
 237         exp_z = 0;
 238     return SFLOAT_PACK(sign_z, exp_z, sig_z);
 239 }
 240
 241 /* Normalized round and pack */
 242 static sfloat_t SFLOAT_PACK_normal(sfloat_state_t *state, bool sign_z, int16_t exp_z, uint32_t sig_z) {
 243     unsigned char c = SFLOAT_CLZ(sig_z, 1);
 244     return SFLOAT_PACK_round(state, sign_z, exp_z - c, sig_z << c);
 245 }
 246
 247 static sfloat_t sfloat_add_impl(sfloat_state_t *state, sfloat_t a, sfloat_t b, bool sign_z) {
 248     int16_t  exp_a = SFLOAT_EXTRACT_EXP(a);
 249     int16_t  exp_b = SFLOAT_EXTRACT_EXP(b);
 250     int16_t  exp_z = 0;
 251     int16_t  exp_d = exp_a - exp_b;
 252     uint32_t sig_a = SFLOAT_EXTRACT_FRAC(a) << 6;
 253     uint32_t sig_b = SFLOAT_EXTRACT_FRAC(b) << 6;
 254     uint32_t sig_z = 0;
 255
 256     if (0 < exp_d) {
 257         if (exp_a == 0xFF)
 258             return sig_a ? sfloat_propagate_nan(state, a, b) : a;
 259         if (exp_b == 0)
 260             --exp_d;
 261         else
 262             sig_b |= 0x20000000;
 263         SFLOAT_SHIFT(32, sig_b, exp_d, &sig_b);
 264         exp_z = exp_a;
 265     } else if (exp_d < 0) {
 266         if (exp_b == 0xFF)
 267             return sig_b ? sfloat_propagate_nan(state, a, b) : SFLOAT_PACK(sign_z, 0xFF, 0);
 268         if (exp_a == 0)
 269             ++exp_d;
 270         else
 271             sig_a |= 0x20000000;
 272         SFLOAT_SHIFT(32, sig_a, -exp_d, &sig_a);
 273         exp_z = exp_b;
 274     } else {
 275         if (exp_a == 0xFF)
 276             return (sig_a | sig_b) ? sfloat_propagate_nan(state, a, b) : a;
 277         if (exp_a == 0)
 278             return SFLOAT_PACK(sign_z, 0, (sig_a + sig_b) >> 6);
 279         sig_z = 0x40000000 + sig_a + sig_b;
 280         exp_z = exp_a;
 281         goto end;
 282     }
 283     sig_a |= 0x20000000;
 284     sig_z = (sig_a + sig_b) << 1;
 285     --exp_z;
 286     if ((int32_t)sig_z < 0) {
 287         sig_z = sig_a + sig_b;
 288         ++exp_z;
 289     }
 290 end:
 291     return SFLOAT_PACK_round(state, sign_z, exp_z, sig_z);
 292 }
 293
 294 static sfloat_t sfloat_sub_impl(sfloat_state_t *state, sfloat_t a, sfloat_t b, bool sign_z) {
 295     int16_t  exp_a = SFLOAT_EXTRACT_EXP(a);
 296     int16_t  exp_b = SFLOAT_EXTRACT_EXP(b);
 297     int16_t  exp_z = 0;
 298     int16_t  exp_d = exp_a - exp_b;
 299     uint32_t sig_a = SFLOAT_EXTRACT_FRAC(a) << 7;
 300     uint32_t sig_b = SFLOAT_EXTRACT_FRAC(b) << 7;
 301     uint32_t sig_z = 0;
 302
 303     if (0 < exp_d) goto exp_greater_a;
 304     if (exp_d < 0) goto exp_greater_b;
 305
 306     if (exp_a == 0xFF) {
 307         if (sig_a | sig_b)
 308             return sfloat_propagate_nan(state, a, b);
 309         SFLOAT_RAISE(state, SFLOAT_INVALID);
 310         return SFLOAT_NAN;
 311     }
 312
 313     if (exp_a == 0)
 314         exp_a = exp_b = 1;
 315
 316     if (sig_b < sig_a) goto greater_a;
 317     if (sig_a < sig_b) goto greater_b;
 318
 319     return SFLOAT_PACK(state->roundingmode == SFLOAT_ROUND_DOWN, 0, 0);
 320
 321 exp_greater_b:
 322     if (exp_b == 0xFF)
 323         return (sig_b) ? sfloat_propagate_nan(state, a, b) : SFLOAT_PACK(sign_z ^ 1, 0xFF, 0);
 324     if (exp_a == 0)
 325         ++exp_d;
 326     else
 327         sig_a |= 0x40000000;
 328     SFLOAT_SHIFT(32, sig_a, -exp_d, &sig_a);
 329     sig_b |= 0x40000000;
 330 greater_b:
 331     sig_z = sig_b - sig_a;
 332     exp_z = exp_b;
 333     sign_z ^= 1;
 334     goto end;
 335
 336 exp_greater_a:
 337     if (exp_a == 0xFF)
 338         return (sig_a) ? sfloat_propagate_nan(state, a, b) : a;
 339     if (exp_b == 0)
 340         --exp_d;
 341     else
 342         sig_b |= 0x40000000;
 343     SFLOAT_SHIFT(32, sig_b, exp_d, &sig_b);
 344     sig_a |= 0x40000000;
 345 greater_a:
 346     sig_z = sig_a - sig_b;
 347     exp_z = exp_a;
 348
 349 end:
 350     --exp_z;
 351     return SFLOAT_PACK_normal(state, sign_z, exp_z, sig_z);
 352 }
 353
 354 static GMQCC_INLINE sfloat_t sfloat_add(sfloat_state_t *state, sfloat_t a, sfloat_t b) {
 355     bool sign_a = SFLOAT_EXTRACT_SIGN(a);
 356     bool sign_b = SFLOAT_EXTRACT_SIGN(b);
 357     return (sign_a == sign_b) ? sfloat_add_impl(state, a, b, sign_a)
 358                               : sfloat_sub_impl(state, a, b, sign_a);
 359 }
 360
 361 static GMQCC_INLINE sfloat_t sfloat_sub(sfloat_state_t *state, sfloat_t a, sfloat_t b) {
 362     bool sign_a = SFLOAT_EXTRACT_SIGN(a);
 363     bool sign_b = SFLOAT_EXTRACT_SIGN(b);
 364     return (sign_a == sign_b) ? sfloat_sub_impl(state, a, b, sign_a)
 365                               : sfloat_add_impl(state, a, b, sign_a);
 366 }
 367
 368 static sfloat_t sfloat_mul(sfloat_state_t *state, sfloat_t a, sfloat_t b) {
 369     int16_t  exp_a   = SFLOAT_EXTRACT_EXP(a);
 370     int16_t  exp_b   = SFLOAT_EXTRACT_EXP(b);
 371     int16_t  exp_z   = 0;
 372     uint32_t sig_a   = SFLOAT_EXTRACT_FRAC(a);
 373     uint32_t sig_b   = SFLOAT_EXTRACT_FRAC(b);
 374     uint32_t sig_z   = 0;
 375     uint64_t sig_z64 = 0;
 376     bool     sign_a  = SFLOAT_EXTRACT_SIGN(a);
 377     bool     sign_b  = SFLOAT_EXTRACT_SIGN(b);
 378     bool     sign_z  = sign_a ^ sign_b;
 379
 380     if (exp_a == 0xFF) {
 381         if (sig_a || ((exp_b == 0xFF) && sig_b))
 382             return sfloat_propagate_nan(state, a, b);
 383         if ((exp_b | sig_b) == 0) {
 384             SFLOAT_RAISE(state, SFLOAT_INVALID);
 385             return SFLOAT_NAN;
 386         }
 387         return SFLOAT_PACK(sign_z, 0xFF, 0);
 388     }
 389     if (exp_b == 0xFF) {
 390         if (sig_b)
 391             return sfloat_propagate_nan(state, a, b);
 392         if ((exp_a | sig_a) == 0) {
 393             SFLOAT_RAISE(state, SFLOAT_INVALID);
 394             return SFLOAT_NAN;
 395         }
 396         return SFLOAT_PACK(sign_z, 0xFF, 0);
 397     }
 398     if (exp_a == 0) {
 399         if (sig_a == 0)
 400             return SFLOAT_PACK(sign_z, 0, 0);
 401         SFLOAT_SUBNORMALIZE(sig_a, &exp_a, &sig_a);
 402     }
 403     if (exp_b == 0) {
 404         if (sig_b == 0)
 405             return SFLOAT_PACK(sign_z, 0, 0);
 406         SFLOAT_SUBNORMALIZE(sig_b, &exp_b, &sig_b);
 407     }
 408     exp_z = exp_a + exp_b - 0x7F;
 409     sig_a = (sig_a | 0x00800000) << 7;
 410     sig_b = (sig_b | 0x00800000) << 8;
 411     SFLOAT_SHIFT(64, ((uint64_t)sig_a) * sig_b, 32, &sig_z64);
 412     sig_z = sig_z64;
 413     if (0 <= (int32_t)(sig_z << 1)) {
 414         sig_z <<= 1;
 415         --exp_z;
 416     }
 417     return SFLOAT_PACK_round(state, sign_z, exp_z, sig_z);
 418 }
 419
 420 static sfloat_t sfloat_div(sfloat_state_t *state, sfloat_t a, sfloat_t b) {
 421     int16_t  exp_a   = SFLOAT_EXTRACT_EXP(a);
 422     int16_t  exp_b   = SFLOAT_EXTRACT_EXP(b);
 423     int16_t  exp_z   = 0;
 424     uint32_t sig_a   = SFLOAT_EXTRACT_FRAC(a);
 425     uint32_t sig_b   = SFLOAT_EXTRACT_FRAC(b);
 426     uint32_t sig_z   = 0;
 427     bool     sign_a  = SFLOAT_EXTRACT_SIGN(a);
 428     bool     sign_b  = SFLOAT_EXTRACT_SIGN(b);
 429     bool     sign_z  = sign_a ^ sign_b;
 430
 431     if (exp_a == 0xFF) {
 432         if (sig_a)
 433             return sfloat_propagate_nan(state, a, b);
 434         if (exp_b == 0xFF) {
 435             if (sig_b)
 436                 return sfloat_propagate_nan(state, a, b);
 437             SFLOAT_RAISE(state, SFLOAT_INVALID);
 438             return SFLOAT_NAN;
 439         }
 440         return SFLOAT_PACK(sign_z, 0xFF, 0);
 441     }
 442     if (exp_b == 0xFF)
 443         return (sig_b) ? sfloat_propagate_nan(state, a, b) : SFLOAT_PACK(sign_z, 0, 0);
 444     if (exp_b == 0) {
 445         if (sig_b == 0) {
 446             if ((exp_a | sig_a) == 0) {
 447                 SFLOAT_RAISE(state, SFLOAT_INVALID);
 448                 return SFLOAT_NAN;
 449             }
 450             SFLOAT_RAISE(state, SFLOAT_DIVBYZERO);
 451             return SFLOAT_PACK(sign_z, 0xFF, 0);
 452         }
 453         SFLOAT_SUBNORMALIZE(sig_b, &exp_b, &sig_b);
 454     }
 455     if (exp_a == 0) {
 456         if (sig_a == 0)
 457             return SFLOAT_PACK(sign_z, 0, 0);
 458         SFLOAT_SUBNORMALIZE(sig_a, &exp_a, &sig_a);
 459     }
 460     exp_z = exp_a - exp_b + 0x7D;
 461     sig_a = (sig_a | 0x00800000) << 7;
 462     sig_b = (sig_b | 0x00800000) << 8;
 463     if (sig_b <= (sig_a + sig_a)) {
 464         sig_a >>= 1;
 465         ++exp_z;
 466     }
 467     sig_z = (((uint64_t)sig_a) << 32) / sig_b;
 468     if ((sig_z & 0x3F) == 0)
 469         sig_z |= ((uint64_t)sig_b * sig_z != ((uint64_t)sig_a) << 32);
 470     return SFLOAT_PACK_round(state, sign_z, exp_z, sig_z);
 471 }
 472
 473 static GMQCC_INLINE void sfloat_check(lex_ctx_t ctx, sfloat_state_t *state, const char *vec) {
 474     /* Exception comes from vector component */
 475     if (vec) {
 476         if (state->exceptionflags & SFLOAT_DIVBYZERO)
 477             compile_error(ctx, "division by zero in `%s' component", vec);
 478         if (state->exceptionflags & SFLOAT_INVALID)
 479             compile_error(ctx, "undefined (inf) in `%s' component", vec);
 480         if (state->exceptionflags & SFLOAT_OVERFLOW)
 481             compile_error(ctx, "arithmetic overflow in `%s' component", vec);
 482         if (state->exceptionflags & SFLOAT_UNDERFLOW)
 483             compile_error(ctx, "arithmetic underflow in `%s' component", vec);
 484             return;
 485     }
 486     if (state->exceptionflags & SFLOAT_DIVBYZERO)
 487         compile_error(ctx, "division by zero");
 488     if (state->exceptionflags & SFLOAT_INVALID)
 489         compile_error(ctx, "undefined (inf)");
 490     if (state->exceptionflags & SFLOAT_OVERFLOW)
 491         compile_error(ctx, "arithmetic overflow");
 492     if (state->exceptionflags & SFLOAT_UNDERFLOW)
 493         compile_error(ctx, "arithmetic underflow");
 494 }
 495
 496 static GMQCC_INLINE void sfloat_init(sfloat_state_t *state) {
 497     state->exceptionflags = SFLOAT_NOEXCEPT;
 498     state->roundingmode   = FOLD_ROUNDING;
 499     state->tiny           = FOLD_TINYNESS;
 500 }
 501
 502 /*
 503  * There is two stages to constant folding in GMQCC: there is the parse
 504  * stage constant folding, where, witht he help of the AST, operator
 505  * usages can be constant folded. Then there is the constant folding
 506  * in the IR for things like eliding if statements, can occur.
 507  *
 508  * This file is thus, split into two parts.
 509  */
 510
 511 #define isfloat(X)      (((ast_expression*)(X))->vtype == TYPE_FLOAT)
 512 #define isvector(X)     (((ast_expression*)(X))->vtype == TYPE_VECTOR)
 513 #define isstring(X)     (((ast_expression*)(X))->vtype == TYPE_STRING)
 514 #define isarray(X)      (((ast_expression*)(X))->vtype == TYPE_ARRAY)
 515 #define isfloats(X,Y)   (isfloat  (X) && isfloat (Y))
 516
 517 /*
 518  * Implementation of basic vector math for vec3_t, for trivial constant
 519  * folding.
 520  *
 521  * TODO: gcc/clang hinting for autovectorization
 522  */
 523 typedef enum {
 524     VEC_COMP_X = 1 << 0,
 525     VEC_COMP_Y = 1 << 1,
 526     VEC_COMP_Z = 1 << 2
 527 } vec3_comp_t;
 528
 529 typedef struct {
 530     sfloat_cast_t x;
 531     sfloat_cast_t y;
 532     sfloat_cast_t z;
 533 } vec3_soft_t;
 534
 535 typedef struct {
 536     vec3_comp_t    faults;
 537     sfloat_state_t state[3];
 538 } vec3_soft_state_t;
 539
 540 static GMQCC_INLINE vec3_soft_t vec3_soft_convert(vec3_t vec) {
 541     vec3_soft_t soft;
 542     soft.x.f = vec.x;
 543     soft.y.f = vec.y;
 544     soft.z.f = vec.z;
 545     return soft;
 546 }
 547
 548 static GMQCC_INLINE bool vec3_soft_exception(vec3_soft_state_t *vstate, size_t index) {
 549     sfloat_exceptionflags_t flags = vstate->state[index].exceptionflags;
 550     if (flags & SFLOAT_DIVBYZERO) return true;
 551     if (flags & SFLOAT_INVALID)   return true;
 552     if (flags & SFLOAT_OVERFLOW)  return true;
 553     if (flags & SFLOAT_UNDERFLOW) return true;
 554     return false;
 555 }
 556
 557 static GMQCC_INLINE void vec3_soft_eval(vec3_soft_state_t *state,
 558                                         sfloat_t         (*callback)(sfloat_state_t *, sfloat_t, sfloat_t),
 559                                         vec3_t             a,
 560                                         vec3_t             b)
 561 {
 562     vec3_soft_t sa = vec3_soft_convert(a);
 563     vec3_soft_t sb = vec3_soft_convert(b);
 564     callback(&state->state[0], sa.x.s, sb.x.s);
 565     if (vec3_soft_exception(state, 0)) state->faults = (vec3_comp_t)(state->faults | VEC_COMP_X);
 566     callback(&state->state[1], sa.y.s, sb.y.s);
 567     if (vec3_soft_exception(state, 1)) state->faults = (vec3_comp_t)(state->faults | VEC_COMP_Y);
 568     callback(&state->state[2], sa.z.s, sb.z.s);
 569     if (vec3_soft_exception(state, 2)) state->faults = (vec3_comp_t)(state->faults | VEC_COMP_Z);
 570 }
 571
 572 static GMQCC_INLINE void vec3_check_except(vec3_t     a,
 573                                            vec3_t     b,
 574                                            lex_ctx_t  ctx,
 575                                            sfloat_t (*callback)(sfloat_state_t *, sfloat_t, sfloat_t))
 576 {
 577     vec3_soft_state_t state;
 578
 579     if (!OPTS_FLAG(ARITHMETIC_EXCEPTIONS))
 580         return;
 581
 582     sfloat_init(&state.state[0]);
 583     sfloat_init(&state.state[1]);
 584     sfloat_init(&state.state[2]);
 585
 586     vec3_soft_eval(&state, callback, a, b);
 587     if (state.faults & VEC_COMP_X) sfloat_check(ctx, &state.state[0], "x");
 588     if (state.faults & VEC_COMP_Y) sfloat_check(ctx, &state.state[1], "y");
 589     if (state.faults & VEC_COMP_Z) sfloat_check(ctx, &state.state[2], "z");
 590 }
 591
 592 static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_add(lex_ctx_t ctx, vec3_t a, vec3_t b) {
 593     vec3_t out;
 594     vec3_check_except(a, b, ctx, &sfloat_add);
 595     out.x = a.x + b.x;
 596     out.y = a.y + b.y;
 597     out.z = a.z + b.z;
 598     return out;
 599 }
 600
 601 static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_sub(lex_ctx_t ctx, vec3_t a, vec3_t b) {
 602     vec3_t out;
 603     vec3_check_except(a, b, ctx, &sfloat_sub);
 604     out.x = a.x - b.x;
 605     out.y = a.y - b.y;
 606     out.z = a.z - b.z;
 607     return out;
 608 }
 609
 610 static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_neg(vec3_t a) {
 611     vec3_t out;
 612     out.x = -a.x;
 613     out.y = -a.y;
 614     out.z = -a.z;
 615     return out;
 616 }
 617
 618 static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_or(vec3_t a, vec3_t b) {
 619     vec3_t out;
 620     out.x = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.x) | ((qcint_t)b.x));
 621     out.y = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.y) | ((qcint_t)b.y));
 622     out.z = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.z) | ((qcint_t)b.z));
 623     return out;
 624 }
 625
 626 static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_orvf(vec3_t a, qcfloat_t b) {
 627     vec3_t out;
 628     out.x = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.x) | ((qcint_t)b));
 629     out.y = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.y) | ((qcint_t)b));
 630     out.z = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.z) | ((qcint_t)b));
 631     return out;
 632 }
 633
 634 static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_and(vec3_t a, vec3_t b) {
 635     vec3_t out;
 636     out.x = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.x) & ((qcint_t)b.x));
 637     out.y = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.y) & ((qcint_t)b.y));
 638     out.z = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.z) & ((qcint_t)b.z));
 639     return out;
 640 }
 641
 642 static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_andvf(vec3_t a, qcfloat_t b) {
 643     vec3_t out;
 644     out.x = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.x) & ((qcint_t)b));
 645     out.y = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.y) & ((qcint_t)b));
 646     out.z = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.z) & ((qcint_t)b));
 647     return out;
 648 }
 649
 650 static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_xor(vec3_t a, vec3_t b) {
 651     vec3_t out;
 652     out.x = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.x) ^ ((qcint_t)b.x));
 653     out.y = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.y) ^ ((qcint_t)b.y));
 654     out.z = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.z) ^ ((qcint_t)b.z));
 655     return out;
 656 }
 657
 658 static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_xorvf(vec3_t a, qcfloat_t b) {
 659     vec3_t out;
 660     out.x = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.x) ^ ((qcint_t)b));
 661     out.y = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.y) ^ ((qcint_t)b));
 662     out.z = (qcfloat_t)(((qcint_t)a.z) ^ ((qcint_t)b));
 663     return out;
 664 }
 665
 666 static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_not(vec3_t a) {
 667     vec3_t out;
 668     out.x = -1-a.x;
 669     out.y = -1-a.y;
 670     out.z = -1-a.z;
 671     return out;
 672 }
 673
 674 static GMQCC_INLINE qcfloat_t vec3_mulvv(lex_ctx_t ctx, vec3_t a, vec3_t b) {
 675     vec3_soft_t    sa;
 676     vec3_soft_t    sb;
 677     sfloat_state_t s[5];
 678     sfloat_t       r[5];
 679
 680     if (!OPTS_FLAG(ARITHMETIC_EXCEPTIONS))
 681         goto end;
 682
 683     sa = vec3_soft_convert(a);
 684     sb = vec3_soft_convert(b);
 685
 686     sfloat_init(&s[0]);
 687     sfloat_init(&s[1]);
 688     sfloat_init(&s[2]);
 689     sfloat_init(&s[3]);
 690     sfloat_init(&s[4]);
 691
 692     r[0] = sfloat_mul(&s[0], sa.x.s, sb.x.s);
 693     r[1] = sfloat_mul(&s[1], sa.y.s, sb.y.s);
 694     r[2] = sfloat_mul(&s[2], sa.z.s, sb.z.s);
 695     r[3] = sfloat_add(&s[3], r[0],   r[1]);
 696     r[4] = sfloat_add(&s[4], r[3],   r[2]);
 697
 698     sfloat_check(ctx, &s[0], NULL);
 699     sfloat_check(ctx, &s[1], NULL);
 700     sfloat_check(ctx, &s[2], NULL);
 701     sfloat_check(ctx, &s[3], NULL);
 702     sfloat_check(ctx, &s[4], NULL);
 703
 704 end:
 705     return (a.x * b.x + a.y * b.y + a.z * b.z);
 706 }
 707
 708 static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_mulvf(lex_ctx_t ctx, vec3_t a, qcfloat_t b) {
 709     vec3_t         out;
 710     vec3_soft_t    sa;
 711     sfloat_cast_t  sb;
 712     sfloat_state_t s[3];
 713
 714     if (!OPTS_FLAG(ARITHMETIC_EXCEPTIONS))
 715         goto end;
 716
 717     sa   = vec3_soft_convert(a);
 718     sb.f = b;
 719     sfloat_init(&s[0]);
 720     sfloat_init(&s[1]);
 721     sfloat_init(&s[2]);
 722
 723     sfloat_mul(&s[0], sa.x.s, sb.s);
 724     sfloat_mul(&s[1], sa.y.s, sb.s);
 725     sfloat_mul(&s[2], sa.z.s, sb.s);
 726
 727     sfloat_check(ctx, &s[0], "x");
 728     sfloat_check(ctx, &s[1], "y");
 729     sfloat_check(ctx, &s[2], "z");
 730
 731 end:
 732     out.x = a.x * b;
 733     out.y = a.y * b;
 734     out.z = a.z * b;
 735     return out;
 736 }
 737
 738 static GMQCC_INLINE bool vec3_cmp(vec3_t a, vec3_t b) {
 739     return a.x == b.x &&
 740            a.y == b.y &&
 741            a.z == b.z;
 742 }
 743
 744 static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_create(float x, float y, float z) {
 745     vec3_t out;
 746     out.x = x;
 747     out.y = y;
 748     out.z = z;
 749     return out;
 750 }
 751
 752 static GMQCC_INLINE qcfloat_t vec3_notf(vec3_t a) {
 753     return (!a.x && !a.y && !a.z);
 754 }
 755
 756 static GMQCC_INLINE bool vec3_pbool(vec3_t a) {
 757     return (a.x || a.y || a.z);
 758 }
 759
 760 static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_cross(lex_ctx_t ctx, vec3_t a, vec3_t b) {
 761     vec3_t         out;
 762     vec3_soft_t    sa;
 763     vec3_soft_t    sb;
 764     sfloat_t       r[9];
 765     sfloat_state_t s[9];
 766
 767     if (!OPTS_FLAG(ARITHMETIC_EXCEPTIONS))
 768         goto end;
 769
 770     sa = vec3_soft_convert(a);
 771     sb = vec3_soft_convert(b);
 772
 773     sfloat_init(&s[0]);
 774     sfloat_init(&s[1]);
 775     sfloat_init(&s[2]);
 776     sfloat_init(&s[3]);
 777     sfloat_init(&s[4]);
 778     sfloat_init(&s[5]);
 779     sfloat_init(&s[6]);
 780     sfloat_init(&s[7]);
 781     sfloat_init(&s[8]);
 782
 783     r[0] = sfloat_mul(&s[0], sa.y.s, sb.z.s);
 784     r[1] = sfloat_mul(&s[1], sa.z.s, sb.y.s);
 785     r[2] = sfloat_mul(&s[2], sa.z.s, sb.x.s);
 786     r[3] = sfloat_mul(&s[3], sa.x.s, sb.z.s);
 787     r[4] = sfloat_mul(&s[4], sa.x.s, sb.y.s);
 788     r[5] = sfloat_mul(&s[5], sa.y.s, sb.x.s);
 789     r[6] = sfloat_sub(&s[6], r[0],   r[1]);
 790     r[7] = sfloat_sub(&s[7], r[2],   r[3]);
 791     r[8] = sfloat_sub(&s[8], r[4],   r[5]);
 792
 793     sfloat_check(ctx, &s[0], NULL);
 794     sfloat_check(ctx, &s[1], NULL);
 795     sfloat_check(ctx, &s[2], NULL);
 796     sfloat_check(ctx, &s[3], NULL);
 797     sfloat_check(ctx, &s[4], NULL);
 798     sfloat_check(ctx, &s[5], NULL);
 799     sfloat_check(ctx, &s[6], "x");
 800     sfloat_check(ctx, &s[7], "y");
 801     sfloat_check(ctx, &s[8], "z");
 802
 803 end:
 804     out.x = a.y * b.z - a.z * b.y;
 805     out.y = a.z * b.x - a.x * b.z;
 806     out.z = a.x * b.y - a.y * b.x;
 807     return out;
 808 }
 809
 810 static lex_ctx_t fold_ctx(fold_t *fold) {
 811     lex_ctx_t ctx;
 812     if (fold->parser->lex)
 813         return parser_ctx(fold->parser);
 814
 815     memset(&ctx, 0, sizeof(ctx));
 816     return ctx;
 817 }
 818
 819 static GMQCC_INLINE bool fold_immediate_true(fold_t *fold, ast_value *v) {
 820     switch (v->expression.vtype) {
 821         case TYPE_FLOAT:
 822             return !!v->constval.vfloat;
 823         case TYPE_INTEGER:
 824             return !!v->constval.vint;
 825         case TYPE_VECTOR:
 826             if (OPTS_FLAG(CORRECT_LOGIC))
 827                 return vec3_pbool(v->constval.vvec);
 828             return !!(v->constval.vvec.x);
 829         case TYPE_STRING:
 830             if (!v->constval.vstring)
 831                 return false;
 832             if (OPTS_FLAG(TRUE_EMPTY_STRINGS))
 833                 return true;
 834             return !!v->constval.vstring[0];
 835         default:
 836             compile_error(fold_ctx(fold), "internal error: fold_immediate_true on invalid type");
 837             break;
 838     }
 839     return !!v->constval.vfunc;
 840 }
 841
 842 /* Handy macros to determine if an ast_value can be constant folded. */
 843 #define fold_can_1(X)  \
 844     (ast_istype(((ast_expression*)(X)), ast_value) && (X)->hasvalue && ((X)->cvq == CV_CONST) && \
 845                 ((ast_expression*)(X))->vtype != TYPE_FUNCTION)
 846
 847 #define fold_can_2(X, Y) (fold_can_1(X) && fold_can_1(Y))
 848
 849 #define fold_immvalue_float(E)  ((E)->constval.vfloat)
 850 #define fold_immvalue_vector(E) ((E)->constval.vvec)
 851 #define fold_immvalue_string(E) ((E)->constval.vstring)
 852
 853 fold_t *fold_init(parser_t *parser) {
 854     fold_t *fold                 = (fold_t*)mem_a(sizeof(fold_t));
 855     fold->parser                 = parser;
 856     fold->imm_float              = NULL;
 857     fold->imm_vector             = NULL;
 858     fold->imm_string             = NULL;
 859     fold->imm_string_untranslate = util_htnew(FOLD_STRING_UNTRANSLATE_HTSIZE);
 860     fold->imm_string_dotranslate = util_htnew(FOLD_STRING_DOTRANSLATE_HTSIZE);
 861
 862     /*
 863      * prime the tables with common constant values at constant
 864      * locations.
 865      */
 866     (void)fold_constgen_float (fold,  0.0f, false);
 867     (void)fold_constgen_float (fold,  1.0f, false);
 868     (void)fold_constgen_float (fold, -1.0f, false);
 869     (void)fold_constgen_float (fold,  2.0f, false);
 870
 871     (void)fold_constgen_vector(fold, vec3_create(0.0f, 0.0f, 0.0f));
 872     (void)fold_constgen_vector(fold, vec3_create(-1.0f, -1.0f, -1.0f));
 873
 874     return fold;
 875 }
 876
 877 bool fold_generate(fold_t *fold, ir_builder *ir) {
 878     /* generate globals for immediate folded values */
 879     size_t     i;
 880     ast_value *cur;
 881
 882     for (i = 0; i < vec_size(fold->imm_float);   ++i)
 883         if (!ast_global_codegen ((cur = fold->imm_float[i]), ir, false)) goto err;
 884     for (i = 0; i < vec_size(fold->imm_vector);  ++i)
 885         if (!ast_global_codegen((cur = fold->imm_vector[i]), ir, false)) goto err;
 886     for (i = 0; i < vec_size(fold->imm_string);  ++i)
 887         if (!ast_global_codegen((cur = fold->imm_string[i]), ir, false)) goto err;
 888
 889     return true;
 890
 891 err:
 892     con_out("failed to generate global %s\n", cur->name);
 893     ir_builder_delete(ir);
 894     return false;
 895 }
 896
 897 void fold_cleanup(fold_t *fold) {
 898     size_t i;
 899
 900     for (i = 0; i < vec_size(fold->imm_float);  ++i) ast_delete(fold->imm_float[i]);
 901     for (i = 0; i < vec_size(fold->imm_vector); ++i) ast_delete(fold->imm_vector[i]);
 902     for (i = 0; i < vec_size(fold->imm_string); ++i) ast_delete(fold->imm_string[i]);
 903
 904     vec_free(fold->imm_float);
 905     vec_free(fold->imm_vector);
 906     vec_free(fold->imm_string);
 907
 908     util_htdel(fold->imm_string_untranslate);
 909     util_htdel(fold->imm_string_dotranslate);
 910
 911     mem_d(fold);
 912 }
 913
 914 ast_expression *fold_constgen_float(fold_t *fold, qcfloat_t value, bool inexact) {
 915     ast_value  *out = NULL;
 916     size_t      i;
 917
 918     for (i = 0; i < vec_size(fold->imm_float); i++) {
 919         if (!memcmp(&fold->imm_float[i]->constval.vfloat, &value, sizeof(qcfloat_t)))
 920             return (ast_expression*)fold->imm_float[i];
 921     }
 922
 923     out                  = ast_value_new(fold_ctx(fold), "#IMMEDIATE", TYPE_FLOAT);
 924     out->cvq             = CV_CONST;
 925     out->hasvalue        = true;
 926     out->inexact         = inexact;
 927     out->constval.vfloat = value;
 928
 929     vec_push(fold->imm_float, out);
 930
 931     return (ast_expression*)out;
 932 }
 933
 934 ast_expression *fold_constgen_vector(fold_t *fold, vec3_t value) {
 935     ast_value *out;
 936     size_t     i;
 937
 938     for (i = 0; i < vec_size(fold->imm_vector); i++) {
 939         if (vec3_cmp(fold->imm_vector[i]->constval.vvec, value))
 940             return (ast_expression*)fold->imm_vector[i];
 941     }
 942
 943     out                = ast_value_new(fold_ctx(fold), "#IMMEDIATE", TYPE_VECTOR);
 944     out->cvq           = CV_CONST;
 945     out->hasvalue      = true;
 946     out->constval.vvec = value;
 947
 948     vec_push(fold->imm_vector, out);
 949
 950     return (ast_expression*)out;
 951 }
 952
 953 ast_expression *fold_constgen_string(fold_t *fold, const char *str, bool translate) {
 954     hash_table_t *table = (translate) ? fold->imm_string_untranslate : fold->imm_string_dotranslate;
 955     ast_value    *out   = NULL;
 956     size_t        hash  = util_hthash(table, str);
 957
 958     if ((out = (ast_value*)util_htgeth(table, str, hash)))
 959         return (ast_expression*)out;
 960
 961     if (translate) {
 962         char name[32];
 963         util_snprintf(name, sizeof(name), "dotranslate_%lu", (unsigned long)(fold->parser->translated++));
 964         out                    = ast_value_new(parser_ctx(fold->parser), name, TYPE_STRING);
 965         out->expression.flags |= AST_FLAG_INCLUDE_DEF; /* def needs to be included for translatables */
 966     } else
 967         out                    = ast_value_new(fold_ctx(fold), "#IMMEDIATE", TYPE_STRING);
 968
 969     out->cvq              = CV_CONST;
 970     out->hasvalue         = true;
 971     out->isimm            = true;
 972     out->constval.vstring = parser_strdup(str);
 973
 974     vec_push(fold->imm_string, out);
 975     util_htseth(table, str, hash, out);
 976
 977     return (ast_expression*)out;
 978 }
 979
 980
 981 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_mul_vec(fold_t *fold, vec3_t vec, ast_value *sel, const char *set) {
 982     /*
 983      * vector-component constant folding works by matching the component sets
 984      * to eliminate expensive operations on whole-vectors (3 components at runtime).
 985      * to achive this effect in a clean manner this function generalizes the
 986      * values through the use of a set paramater, which is used as an indexing method
 987      * for creating the elided ast binary expression.
 988      *
 989      * Consider 'n 0 0' where y, and z need to be tested for 0, and x is
 990      * used as the value in a binary operation generating an INSTR_MUL instruction,
 991      * to acomplish the indexing of the correct component value we use set[0], set[1], set[2]
 992      * as x, y, z, where the values of those operations return 'x', 'y', 'z'. Because
 993      * of how ASCII works we can easily deliniate:
 994      * vec.z is the same as set[2]-'x' for when set[2] is 'z', 'z'-'x' results in a
 995      * literal value of 2, using this 2, we know that taking the address of vec->x (float)
 996      * and indxing it with this literal will yeild the immediate address of that component
 997      *
 998      * Of course more work needs to be done to generate the correct index for the ast_member_new
 999      * call, which is no problem: set[0]-'x' suffices that job.
1000      */
1001     qcfloat_t x = (&vec.x)[set[0]-'x'];
1002     qcfloat_t y = (&vec.x)[set[1]-'x'];
1003     qcfloat_t z = (&vec.x)[set[2]-'x'];
1004
1005     if (!y && !z) {
1006         ast_expression *out;
1007         ++opts_optimizationcount[OPTIM_VECTOR_COMPONENTS];
1008         out                        = (ast_expression*)ast_member_new(fold_ctx(fold), (ast_expression*)sel, set[0]-'x', NULL);
1009         out->node.keep             = false;
1010         ((ast_member*)out)->rvalue = true;
1011         if (x != -1.0f)
1012             return (ast_expression*)ast_binary_new(fold_ctx(fold), INSTR_MUL_F, fold_constgen_float(fold, x, false), out);
1013     }
1014     return NULL;
1015 }
1016
1017
1018 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_neg(fold_t *fold, ast_value *a) {
1019     if (isfloat(a)) {
1020         if (fold_can_1(a))
1021             return fold_constgen_float(fold, -fold_immvalue_float(a), false);
1022     } else if (isvector(a)) {
1023         if (fold_can_1(a))
1024             return fold_constgen_vector(fold, vec3_neg(fold_immvalue_vector(a)));
1025     }
1026     return NULL;
1027 }
1028
1029 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_not(fold_t *fold, ast_value *a) {
1030     if (isfloat(a)) {
1031         if (fold_can_1(a))
1032             return fold_constgen_float(fold, !fold_immvalue_float(a), false);
1033     } else if (isvector(a)) {
1034         if (fold_can_1(a))
1035             return fold_constgen_float(fold, vec3_notf(fold_immvalue_vector(a)), false);
1036     } else if (isstring(a)) {
1037         if (fold_can_1(a)) {
1038             if (OPTS_FLAG(TRUE_EMPTY_STRINGS))
1039                 return fold_constgen_float(fold, !fold_immvalue_string(a), false);
1040             else
1041                 return fold_constgen_float(fold, !fold_immvalue_string(a) || !*fold_immvalue_string(a), false);
1042         }
1043     }
1044     return NULL;
1045 }
1046
1047 static bool fold_check_except_float(sfloat_t (*callback)(sfloat_state_t *, sfloat_t, sfloat_t),
1048                                     fold_t    *fold,
1049                                     ast_value *a,
1050                                     ast_value *b)
1051 {
1052     sfloat_state_t s;
1053     sfloat_cast_t ca;
1054     sfloat_cast_t cb;
1055
1056     if (!OPTS_FLAG(ARITHMETIC_EXCEPTIONS) && !OPTS_WARN(WARN_INEXACT_COMPARES))
1057         return false;
1058
1059     sfloat_init(&s);
1060     ca.f = fold_immvalue_float(a);
1061     cb.f = fold_immvalue_float(b);
1062
1063     callback(&s, ca.s, cb.s);
1064     if (s.exceptionflags == 0)
1065         return false;
1066
1067     if (!OPTS_FLAG(ARITHMETIC_EXCEPTIONS))
1068         goto inexact_possible;
1069
1070     sfloat_check(fold_ctx(fold), &s, NULL);
1071
1072 inexact_possible:
1073     return s.exceptionflags & SFLOAT_INEXACT;
1074 }
1075
1076 static bool fold_check_inexact_float(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
1077     lex_ctx_t ctx = fold_ctx(fold);
1078     if (!OPTS_WARN(WARN_INEXACT_COMPARES))
1079         return false;
1080     if (!a->inexact && !b->inexact)
1081         return false;
1082     return compile_warning(ctx, WARN_INEXACT_COMPARES, "inexact value in comparison");
1083 }
1084
1085 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_add(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
1086     if (isfloat(a)) {
1087         if (fold_can_2(a, b)) {
1088             bool inexact = fold_check_except_float(&sfloat_add, fold, a, b);
1089             return fold_constgen_float(fold, fold_immvalue_float(a) + fold_immvalue_float(b), inexact);
1090         }
1091     } else if (isvector(a)) {
1092         if (fold_can_2(a, b))
1093             return fold_constgen_vector(fold, vec3_add(fold_ctx(fold),
1094                                                        fold_immvalue_vector(a),
1095                                                        fold_immvalue_vector(b)));
1096     }
1097     return NULL;
1098 }
1099
1100 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_sub(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
1101     if (isfloat(a)) {
1102         if (fold_can_2(a, b)) {
1103             bool inexact = fold_check_except_float(&sfloat_sub, fold, a, b);
1104             return fold_constgen_float(fold, fold_immvalue_float(a) - fold_immvalue_float(b), inexact);
1105         }
1106     } else if (isvector(a)) {
1107         if (fold_can_2(a, b))
1108             return fold_constgen_vector(fold, vec3_sub(fold_ctx(fold),
1109                                                        fold_immvalue_vector(a),
1110                                                        fold_immvalue_vector(b)));
1111     }
1112     return NULL;
1113 }
1114
1115 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_mul(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
1116     if (isfloat(a)) {
1117         if (isvector(b)) {
1118             if (fold_can_2(a, b))
1119                 return fold_constgen_vector(fold, vec3_mulvf(fold_ctx(fold), fold_immvalue_vector(b), fold_immvalue_float(a)));
1120         } else {
1121             if (fold_can_2(a, b)) {
1122                 bool inexact = fold_check_except_float(&sfloat_mul, fold, a, b);
1123                 return fold_constgen_float(fold, fold_immvalue_float(a) * fold_immvalue_float(b), inexact);
1124             }
1125         }
1126     } else if (isvector(a)) {
1127         if (isfloat(b)) {
1128             if (fold_can_2(a, b))
1129                 return fold_constgen_vector(fold, vec3_mulvf(fold_ctx(fold), fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_float(b)));
1130         } else {
1131             if (fold_can_2(a, b)) {
1132                 return fold_constgen_float(fold, vec3_mulvv(fold_ctx(fold), fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_vector(b)), false);
1133             } else if (OPTS_OPTIMIZATION(OPTIM_VECTOR_COMPONENTS) && fold_can_1(a)) {
1134                 ast_expression *out;
1135                 if ((out = fold_op_mul_vec(fold, fold_immvalue_vector(a), b, "xyz"))) return out;
1136                 if ((out = fold_op_mul_vec(fold, fold_immvalue_vector(a), b, "yxz"))) return out;
1137                 if ((out = fold_op_mul_vec(fold, fold_immvalue_vector(a), b, "zxy"))) return out;
1138             } else if (OPTS_OPTIMIZATION(OPTIM_VECTOR_COMPONENTS) && fold_can_1(b)) {
1139                 ast_expression *out;
1140                 if ((out = fold_op_mul_vec(fold, fold_immvalue_vector(b), a, "xyz"))) return out;
1141                 if ((out = fold_op_mul_vec(fold, fold_immvalue_vector(b), a, "yxz"))) return out;
1142                 if ((out = fold_op_mul_vec(fold, fold_immvalue_vector(b), a, "zxy"))) return out;
1143             }
1144         }
1145     }
1146     return NULL;
1147 }
1148
1149 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_div(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
1150     if (isfloat(a)) {
1151         if (fold_can_2(a, b)) {
1152             bool inexact = fold_check_except_float(&sfloat_div, fold, a, b);
1153             return fold_constgen_float(fold, fold_immvalue_float(a) / fold_immvalue_float(b), inexact);
1154         } else if (fold_can_1(b)) {
1155             return (ast_expression*)ast_binary_new(
1156                 fold_ctx(fold),
1157                 INSTR_MUL_F,
1158                 (ast_expression*)a,
1159                 fold_constgen_float(fold, 1.0f / fold_immvalue_float(b), false)
1160             );
1161         }
1162     } else if (isvector(a)) {
1163         if (fold_can_2(a, b)) {
1164             return fold_constgen_vector(fold, vec3_mulvf(fold_ctx(fold), fold_immvalue_vector(a), 1.0f / fold_immvalue_float(b)));
1165         } else {
1166             return (ast_expression*)ast_binary_new(
1167                 fold_ctx(fold),
1168                 INSTR_MUL_VF,
1169                 (ast_expression*)a,
1170                 (fold_can_1(b))
1171                     ? (ast_expression*)fold_constgen_float(fold, 1.0f / fold_immvalue_float(b), false)
1172                     : (ast_expression*)ast_binary_new(
1173                                             fold_ctx(fold),
1174                                             INSTR_DIV_F,
1175                                             (ast_expression*)fold->imm_float[1],
1176                                             (ast_expression*)b
1177                     )
1178             );
1179         }
1180     }
1181     return NULL;
1182 }
1183
1184 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_mod(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
1185     return (fold_can_2(a, b))
1186                 ? fold_constgen_float(fold, fmod(fold_immvalue_float(a), fold_immvalue_float(b)), false)
1187                 : NULL;
1188 }
1189
1190 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_bor(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
1191     if (isfloat(a)) {
1192         if (fold_can_2(a, b))
1193             return fold_constgen_float(fold, (qcfloat_t)(((qcint_t)fold_immvalue_float(a)) | ((qcint_t)fold_immvalue_float(b))), false);
1194     } else {
1195         if (isvector(b)) {
1196             if (fold_can_2(a, b))
1197                 return fold_constgen_vector(fold, vec3_or(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_vector(b)));
1198         } else {
1199             if (fold_can_2(a, b))
1200                 return fold_constgen_vector(fold, vec3_orvf(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_float(b)));
1201         }
1202     }
1203     return NULL;
1204 }
1205
1206 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_band(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
1207     if (isfloat(a)) {
1208         if (fold_can_2(a, b))
1209             return fold_constgen_float(fold, (qcfloat_t)(((qcint_t)fold_immvalue_float(a)) & ((qcint_t)fold_immvalue_float(b))), false);
1210     } else {
1211         if (isvector(b)) {
1212             if (fold_can_2(a, b))
1213                 return fold_constgen_vector(fold, vec3_and(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_vector(b)));
1214         } else {
1215             if (fold_can_2(a, b))
1216                 return fold_constgen_vector(fold, vec3_andvf(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_float(b)));
1217         }
1218     }
1219     return NULL;
1220 }
1221
1222 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_xor(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
1223     if (isfloat(a)) {
1224         if (fold_can_2(a, b))
1225             return fold_constgen_float(fold, (qcfloat_t)(((qcint_t)fold_immvalue_float(a)) ^ ((qcint_t)fold_immvalue_float(b))), false);
1226     } else {
1227         if (fold_can_2(a, b)) {
1228             if (isvector(b))
1229                 return fold_constgen_vector(fold, vec3_xor(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_vector(b)));
1230             else
1231                 return fold_constgen_vector(fold, vec3_xorvf(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_float(b)));
1232         }
1233     }
1234     return NULL;
1235 }
1236
1237 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_lshift(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
1238     if (fold_can_2(a, b) && isfloats(a, b))
1239         return fold_constgen_float(fold, (qcfloat_t)floorf(fold_immvalue_float(a) * powf(2.0f, fold_immvalue_float(b))), false);
1240     return NULL;
1241 }
1242
1243 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_rshift(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
1244     if (fold_can_2(a, b) && isfloats(a, b))
1245         return fold_constgen_float(fold, (qcfloat_t)floorf(fold_immvalue_float(a) / powf(2.0f, fold_immvalue_float(b))), false);
1246     return NULL;
1247 }
1248
1249 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_andor(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b, float expr) {
1250     if (fold_can_2(a, b)) {
1251         if (OPTS_FLAG(PERL_LOGIC)) {
1252             if (expr)
1253                 return (fold_immediate_true(fold, a)) ? (ast_expression*)a : (ast_expression*)b;
1254             else
1255                 return (fold_immediate_true(fold, a)) ? (ast_expression*)b : (ast_expression*)a;
1256         } else {
1257             return fold_constgen_float (
1258                 fold,
1259                 ((expr) ? (fold_immediate_true(fold, a) || fold_immediate_true(fold, b))
1260                         : (fold_immediate_true(fold, a) && fold_immediate_true(fold, b)))
1261                             ? 1
1262                             : 0,
1263                 false
1264             );
1265         }
1266     }
1267     return NULL;
1268 }
1269
1270 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_tern(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b, ast_value *c) {
1271     if (fold_can_1(a)) {
1272         return fold_immediate_true(fold, a)
1273                     ? (ast_expression*)b
1274                     : (ast_expression*)c;
1275     }
1276     return NULL;
1277 }
1278
1279 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_exp(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
1280     if (fold_can_2(a, b))
1281         return fold_constgen_float(fold, (qcfloat_t)powf(fold_immvalue_float(a), fold_immvalue_float(b)), false);
1282     return NULL;
1283 }
1284
1285 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_lteqgt(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
1286     if (fold_can_2(a,b)) {
1287         fold_check_inexact_float(fold, a, b);
1288         if (fold_immvalue_float(a) <  fold_immvalue_float(b)) return (ast_expression*)fold->imm_float[2];
1289         if (fold_immvalue_float(a) == fold_immvalue_float(b)) return (ast_expression*)fold->imm_float[0];
1290         if (fold_immvalue_float(a) >  fold_immvalue_float(b)) return (ast_expression*)fold->imm_float[1];
1291     }
1292     return NULL;
1293 }
1294
1295 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_ltgt(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b, bool lt) {
1296     if (fold_can_2(a, b)) {
1297         fold_check_inexact_float(fold, a, b);
1298         return (lt) ? (ast_expression*)fold->imm_float[!!(fold_immvalue_float(a) < fold_immvalue_float(b))]
1299                     : (ast_expression*)fold->imm_float[!!(fold_immvalue_float(a) > fold_immvalue_float(b))];
1300     }
1301     return NULL;
1302 }
1303
1304 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_cmp(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b, bool ne) {
1305     if (fold_can_2(a, b)) {
1306         if (isfloat(a) && isfloat(b)) {
1307             float la = fold_immvalue_float(a);
1308             float lb = fold_immvalue_float(b);
1309             fold_check_inexact_float(fold, a, b);
1310             return (ast_expression*)fold->imm_float[!(ne ? la == lb : la != lb)];
1311         } if (isvector(a) && isvector(b)) {
1312             vec3_t la = fold_immvalue_vector(a);
1313             vec3_t lb = fold_immvalue_vector(b);
1314             return (ast_expression*)fold->imm_float[!(ne ? vec3_cmp(la, lb) : !vec3_cmp(la, lb))];
1315         }
1316     }
1317     return NULL;
1318 }
1319
1320 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_bnot(fold_t *fold, ast_value *a) {
1321     if (isfloat(a)) {
1322         if (fold_can_1(a))
1323             return fold_constgen_float(fold, -1-fold_immvalue_float(a), false);
1324     } else {
1325         if (isvector(a)) {
1326             if (fold_can_1(a))
1327                 return fold_constgen_vector(fold, vec3_not(fold_immvalue_vector(a)));
1328         }
1329     }
1330     return NULL;
1331 }
1332
1333 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_cross(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
1334     if (fold_can_2(a, b))
1335         return fold_constgen_vector(fold, vec3_cross(fold_ctx(fold),
1336                                                      fold_immvalue_vector(a),
1337                                                      fold_immvalue_vector(b)));
1338     return NULL;
1339 }
1340
1341 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_length(fold_t *fold, ast_value *a) {
1342     if (fold_can_1(a) && isstring(a))
1343         return fold_constgen_float(fold, strlen(fold_immvalue_string(a)), false);
1344     if (isarray(a))
1345         return fold_constgen_float(fold, vec_size(a->initlist), false);
1346     return NULL;
1347 }
1348
1349 ast_expression *fold_op(fold_t *fold, const oper_info *info, ast_expression **opexprs) {
1350     ast_value      *a = (ast_value*)opexprs[0];
1351     ast_value      *b = (ast_value*)opexprs[1];
1352     ast_value      *c = (ast_value*)opexprs[2];
1353     ast_expression *e = NULL;
1354
1355     /* can a fold operation be applied to this operator usage? */
1356     if (!info->folds)
1357         return NULL;
1358
1359     switch(info->operands) {
1360         case 3: if(!c) return NULL;
1361         case 2: if(!b) return NULL;
1362         case 1:
1363         if(!a) {
1364             compile_error(fold_ctx(fold), "internal error: fold_op no operands to fold\n");
1365             return NULL;
1366         }
1367     }
1368
1369     /*
1370      * we could use a boolean and default case but ironically gcc produces
1371      * invalid broken assembly from that operation. clang/tcc get it right,
1372      * but interestingly ignore compiling this to a jump-table when I do that,
1373      * this happens to be the most efficent method, since you have per-level
1374      * granularity on the pointer check happening only for the case you check
1375      * it in. Opposed to the default method which would involve a boolean and
1376      * pointer check after wards.
1377      */
1378     #define fold_op_case(ARGS, ARGS_OPID, OP, ARGS_FOLD)    \
1379         case opid##ARGS ARGS_OPID:                          \
1380             if ((e = fold_op_##OP ARGS_FOLD)) {             \
1381                 ++opts_optimizationcount[OPTIM_CONST_FOLD]; \
1382             }                                               \
1383             return e
1384
1385     switch(info->id) {
1386         fold_op_case(2, ('-', 'P'),      neg,    (fold, a));
1387         fold_op_case(2, ('!', 'P'),      not,    (fold, a));
1388         fold_op_case(1, ('+'),           add,    (fold, a, b));
1389         fold_op_case(1, ('-'),           sub,    (fold, a, b));
1390         fold_op_case(1, ('*'),           mul,    (fold, a, b));
1391         fold_op_case(1, ('/'),           div,    (fold, a, b));
1392         fold_op_case(1, ('%'),           mod,    (fold, a, b));
1393         fold_op_case(1, ('|'),           bor,    (fold, a, b));
1394         fold_op_case(1, ('&'),           band,   (fold, a, b));
1395         fold_op_case(1, ('^'),           xor,    (fold, a, b));
1396         fold_op_case(1, ('<'),           ltgt,   (fold, a, b, true));
1397         fold_op_case(1, ('>'),           ltgt,   (fold, a, b, false));
1398         fold_op_case(2, ('<', '<'),      lshift, (fold, a, b));
1399         fold_op_case(2, ('>', '>'),      rshift, (fold, a, b));
1400         fold_op_case(2, ('|', '|'),      andor,  (fold, a, b, true));
1401         fold_op_case(2, ('&', '&'),      andor,  (fold, a, b, false));
1402         fold_op_case(2, ('?', ':'),      tern,   (fold, a, b, c));
1403         fold_op_case(2, ('*', '*'),      exp,    (fold, a, b));
1404         fold_op_case(3, ('<','=','>'),   lteqgt, (fold, a, b));
1405         fold_op_case(2, ('!', '='),      cmp,    (fold, a, b, true));
1406         fold_op_case(2, ('=', '='),      cmp,    (fold, a, b, false));
1407         fold_op_case(2, ('~', 'P'),      bnot,   (fold, a));
1408         fold_op_case(2, ('>', '<'),      cross,  (fold, a, b));
1409         fold_op_case(3, ('l', 'e', 'n'), length, (fold, a));
1410     }
1411     #undef fold_op_case
1412     compile_error(fold_ctx(fold), "internal error: attempted to constant-fold for unsupported operator");
1413     return NULL;
1414 }
1415
1416 /*
1417  * Constant folding for compiler intrinsics, simaler approach to operator
1418  * folding, primarly: individual functions for each intrinsics to fold,
1419  * and a generic selection function.
1420  */
1421 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_intrin_isfinite(fold_t *fold, ast_value *a) {
1422     return fold_constgen_float(fold, isfinite(fold_immvalue_float(a)), false);
1423 }
1424 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_intrin_isinf(fold_t *fold, ast_value *a) {
1425     return fold_constgen_float(fold, isinf(fold_immvalue_float(a)), false);
1426 }
1427 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_intrin_isnan(fold_t *fold, ast_value *a) {
1428     return fold_constgen_float(fold, isnan(fold_immvalue_float(a)), false);
1429 }
1430 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_intrin_isnormal(fold_t *fold, ast_value *a) {
1431     return fold_constgen_float(fold, isnormal(fold_immvalue_float(a)), false);
1432 }
1433 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_intrin_signbit(fold_t *fold, ast_value *a) {
1434     return fold_constgen_float(fold, signbit(fold_immvalue_float(a)), false);
1435 }
1436 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_intirn_acosh(fold_t *fold, ast_value *a) {
1437     return fold_constgen_float(fold, acoshf(fold_immvalue_float(a)), false);
1438 }
1439 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_intrin_asinh(fold_t *fold, ast_value *a) {
1440     return fold_constgen_float(fold, asinhf(fold_immvalue_float(a)), false);
1441 }
1442 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_intrin_atanh(fold_t *fold, ast_value *a) {
1443     return fold_constgen_float(fold, (float)atanh(fold_immvalue_float(a)), false);
1444 }
1445 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_intrin_exp(fold_t *fold, ast_value *a) {
1446     return fold_constgen_float(fold, expf(fold_immvalue_float(a)), false);
1447 }
1448 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_intrin_exp2(fold_t *fold, ast_value *a) {
1449     return fold_constgen_float(fold, exp2f(fold_immvalue_float(a)), false);
1450 }
1451 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_intrin_expm1(fold_t *fold, ast_value *a) {
1452     return fold_constgen_float(fold, expm1f(fold_immvalue_float(a)), false);
1453 }
1454 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_intrin_mod(fold_t *fold, ast_value *lhs, ast_value *rhs) {
1455     return fold_constgen_float(fold, fmodf(fold_immvalue_float(lhs), fold_immvalue_float(rhs)), false);
1456 }
1457 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_intrin_pow(fold_t *fold, ast_value *lhs, ast_value *rhs) {
1458     return fold_constgen_float(fold, powf(fold_immvalue_float(lhs), fold_immvalue_float(rhs)), false);
1459 }
1460 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_intrin_fabs(fold_t *fold, ast_value *a) {
1461     return fold_constgen_float(fold, fabsf(fold_immvalue_float(a)), false);
1462 }
1463
1464
1465 ast_expression *fold_intrin(fold_t *fold, const char *intrin, ast_expression **arg) {
1466     ast_expression *ret = NULL;
1467     ast_value      *a   = (ast_value*)arg[0];
1468     ast_value      *b   = (ast_value*)arg[1];
1469
1470     if (!strcmp(intrin, "isfinite")) ret = fold_intrin_isfinite(fold, a);
1471     if (!strcmp(intrin, "isinf"))    ret = fold_intrin_isinf(fold, a);
1472     if (!strcmp(intrin, "isnan"))    ret = fold_intrin_isnan(fold, a);
1473     if (!strcmp(intrin, "isnormal")) ret = fold_intrin_isnormal(fold, a);
1474     if (!strcmp(intrin, "signbit"))  ret = fold_intrin_signbit(fold, a);
1475     if (!strcmp(intrin, "acosh"))    ret = fold_intirn_acosh(fold, a);
1476     if (!strcmp(intrin, "asinh"))    ret = fold_intrin_asinh(fold, a);
1477     if (!strcmp(intrin, "atanh"))    ret = fold_intrin_atanh(fold, a);
1478     if (!strcmp(intrin, "exp"))      ret = fold_intrin_exp(fold, a);
1479     if (!strcmp(intrin, "exp2"))     ret = fold_intrin_exp2(fold, a);
1480     if (!strcmp(intrin, "expm1"))    ret = fold_intrin_expm1(fold, a);
1481     if (!strcmp(intrin, "mod"))      ret = fold_intrin_mod(fold, a, b);
1482     if (!strcmp(intrin, "pow"))      ret = fold_intrin_pow(fold, a, b);
1483     if (!strcmp(intrin, "fabs"))     ret = fold_intrin_fabs(fold, a);
1484
1485     if (ret)
1486         ++opts_optimizationcount[OPTIM_CONST_FOLD];
1487
1488     return ret;
1489 }
1490
1491 /*
1492  * These are all the actual constant folding methods that happen in between
1493  * the AST/IR stage of the compiler , i.e eliminating branches for const
1494  * expressions, which is the only supported thing so far. We undefine the
1495  * testing macros here because an ir_value is differant than an ast_value.
1496  */
1497 #undef expect
1498 #undef isfloat
1499 #undef isstring
1500 #undef isvector
1501 #undef fold_immvalue_float
1502 #undef fold_immvalue_string
1503 #undef fold_immvalue_vector
1504 #undef fold_can_1
1505 #undef fold_can_2
1506
1507 #define isfloat(X)              ((X)->vtype == TYPE_FLOAT)
1508 /*#define isstring(X)             ((X)->vtype == TYPE_STRING)*/
1509 /*#define isvector(X)             ((X)->vtype == TYPE_VECTOR)*/
1510 #define fold_immvalue_float(X)  ((X)->constval.vfloat)
1511 #define fold_immvalue_vector(X) ((X)->constval.vvec)
1512 /*#define fold_immvalue_string(X) ((X)->constval.vstring)*/
1513 #define fold_can_1(X)           ((X)->hasvalue && (X)->cvq == CV_CONST)
1514 /*#define fold_can_2(X,Y)         (fold_can_1(X) && fold_can_1(Y))*/
1515
1516 static ast_expression *fold_superfluous(ast_expression *left, ast_expression *right, int op) {
1517     ast_expression *swapped = NULL; /* using this as bool */
1518     ast_value *load;
1519
1520     if (!ast_istype(right, ast_value) || !fold_can_1((load = (ast_value*)right))) {
1521         swapped = left;
1522         left    = right;
1523         right   = swapped;
1524     }
1525
1526     if (!ast_istype(right, ast_value) || !fold_can_1((load = (ast_value*)right)))
1527         return NULL;
1528
1529     switch (op) {
1530         case INSTR_DIV_F:
1531             if (swapped)
1532                 return NULL;
1533         case INSTR_MUL_F:
1534             if (fold_immvalue_float(load) == 1.0f) {
1535                 ++opts_optimizationcount[OPTIM_PEEPHOLE];
1536                 ast_unref(right);
1537                 return left;
1538             }
1539             break;
1540
1541
1542         case INSTR_SUB_F:
1543             if (swapped)
1544                 return NULL;
1545         case INSTR_ADD_F:
1546             if (fold_immvalue_float(load) == 0.0f) {
1547                 ++opts_optimizationcount[OPTIM_PEEPHOLE];
1548                 ast_unref(right);
1549                 return left;
1550             }
1551             break;
1552
1553         case INSTR_MUL_V:
1554             if (vec3_cmp(fold_immvalue_vector(load), vec3_create(1, 1, 1))) {
1555                 ++opts_optimizationcount[OPTIM_PEEPHOLE];
1556                 ast_unref(right);
1557                 return left;
1558             }
1559             break;
1560
1561         case INSTR_SUB_V:
1562             if (swapped)
1563                 return NULL;
1564         case INSTR_ADD_V:
1565             if (vec3_cmp(fold_immvalue_vector(load), vec3_create(0, 0, 0))) {
1566                 ++opts_optimizationcount[OPTIM_PEEPHOLE];
1567                 ast_unref(right);
1568                 return left;
1569             }
1570             break;
1571     }
1572
1573     return NULL;
1574 }
1575
1576 ast_expression *fold_binary(lex_ctx_t ctx, int op, ast_expression *left, ast_expression *right) {
1577     ast_expression *ret = fold_superfluous(left, right, op);
1578     if (ret)
1579         return ret;
1580     return (ast_expression*)ast_binary_new(ctx, op, left, right);
1581 }
1582
1583 static GMQCC_INLINE int fold_cond(ir_value *condval, ast_function *func, ast_ifthen *branch) {
1584     if (isfloat(condval) && fold_can_1(condval) && OPTS_OPTIMIZATION(OPTIM_CONST_FOLD_DCE)) {
1585         ast_expression_codegen *cgen;
1586         ir_block               *elide;
1587         ir_value               *dummy;
1588         bool                    istrue  = (fold_immvalue_float(condval) != 0.0f && branch->on_true);
1589         bool                    isfalse = (fold_immvalue_float(condval) == 0.0f && branch->on_false);
1590         ast_expression         *path    = (istrue)  ? branch->on_true  :
1591                                           (isfalse) ? branch->on_false : NULL;
1592         if (!path) {
1593             /*
1594              * no path to take implies that the evaluation is if(0) and there
1595              * is no else block. so eliminate all the code.
1596              */
1597             ++opts_optimizationcount[OPTIM_CONST_FOLD_DCE];
1598             return true;
1599         }
1600
1601         if (!(elide = ir_function_create_block(ast_ctx(branch), func->ir_func, ast_function_label(func, ((istrue) ? "ontrue" : "onfalse")))))
1602             return false;
1603         if (!(*(cgen = path->codegen))((ast_expression*)path, func, false, &dummy))
1604             return false;
1605         if (!ir_block_create_jump(func->curblock, ast_ctx(branch), elide))
1606             return false;
1607         /*
1608          * now the branch has been eliminated and the correct block for the constant evaluation
1609          * is expanded into the current block for the function.
1610          */
1611         func->curblock = elide;
1612         ++opts_optimizationcount[OPTIM_CONST_FOLD_DCE];
1613         return true;
1614     }
1615     return -1; /* nothing done */
1616 }
1617
1618 int fold_cond_ternary(ir_value *condval, ast_function *func, ast_ternary *branch) {
1619     return fold_cond(condval, func, (ast_ifthen*)branch);
1620 }
1621
1622 int fold_cond_ifthen(ir_value *condval, ast_function *func, ast_ifthen *branch) {
1623     return fold_cond(condval, func, branch);
1624 }