]> git.xonotic.org Git - xonotic/gmqcc.git/blobdiff - fold.c
Fix vec3_cross. Added optimization to Makefile since we've been compiling gmqcc witho...
[xonotic/gmqcc.git] / fold.c
diff --git a/fold.c b/fold.c
index 98bbdb745ec27a48fe7e44a45f9c0f2070e0bc89..38190749e39c4db29ef4c0eb13eafa7418f718ad 100644 (file)
--- a/fold.c
+++ b/fold.c
 #define FOLD_STRING_UNTRANSLATE_HTSIZE 1024
 #define FOLD_STRING_DOTRANSLATE_HTSIZE 1024
 
+/* The options to use for inexact and arithmetic exceptions */
+#define FOLD_ROUNDING SFLOAT_ROUND_NEAREST_EVEN
+#define FOLD_TINYNESS SFLOAT_TBEFORE
+
 /*
  * The constant folder is also responsible for validating if the constant
  * expressions produce valid results. We cannot trust the FPU control
@@ -48,11 +52,11 @@ typedef union {
 } sfloat_cast_t;
 
 typedef enum {
-    SFLOAT_INVALID   = 1 << 0,
-    SFLOAT_DIVBYZERO = 1 << 1,
-    SFLOAT_OVERFLOW  = 1 << 2,
-    SFLOAT_UNDERFLOW = 1 << 3,
-    SFLOAT_INEXACT   = 1 << 4
+    SFLOAT_INVALID   = 1,
+    SFLOAT_DIVBYZERO = 4,
+    SFLOAT_OVERFLOW  = 8,
+    SFLOAT_UNDERFLOW = 16,
+    SFLOAT_INEXACT   = 32
 } sfloat_exceptionflags_t;
 
 typedef enum {
@@ -73,11 +77,44 @@ typedef struct {
     sfloat_tdetect_t        tiny;
 } sfloat_state_t;
 
+/* Count of leading zero bits before the most-significand 1 bit. */
+#ifdef _MSC_VER
+/* MSVC has an intrinsic for this */
+    static GMQCC_INLINE uint32_t sfloat_clz(uint32_t x) {
+        int r = 0;
+        _BitScanForward(&r, x);
+        return r;
+    }
+#   define SFLOAT_CLZ(X, SUB) \
+        (sfloat_clz((X)) - (SUB))
+#elif defined(__GNUC__) || defined(__CLANG__)
+/* Clang and GCC have a builtin for this */
+#   define SFLOAT_CLZ(X, SUB) \
+        (__builtin_clz((X)) - (SUB))
+#else
+/* Native fallback */
+    static GMQCC_INLINE uint32_t sfloat_popcnt(uint32_t x) {
+        x -= ((x >> 1) & 0x55555555);
+        x  = (((x >> 2) & 0x33333333) + (x & 0x33333333));
+        x  = (((x >> 4) + x) & 0x0F0F0F0F);
+        x += x >> 8;
+        x += x >> 16;
+        return x & 0x0000003F;
+    }
+    static GMQCC_INLINE uint32_t sfloat_clz(uint32_t x) {
+        x |= (x >> 1);
+        x |= (x >> 2);
+        x |= (x >> 4);
+        x |= (x >> 8);
+        x |= (x >> 16);
+        return 32 - sfloat_popcnt(x);
+    }
+#   define SFLOAT_CLZ(X, SUB) \
+        (sfloat_clz((X) - (SUB)))
+#endif
+
 /* The value of a NaN */
 #define SFLOAT_NAN 0xFFC00000
-/* Count of leading zero bits before the most-significand 1 bit. */
-#define SFLOAT_CLZ(X, SUB) \
-    (__builtin_clz((X)) - (SUB))
 /* Test if NaN */
 #define SFLOAT_ISNAN(A) \
     (0xFF000000 < (uint32_t)((A) << 1))
@@ -432,6 +469,35 @@ static sfloat_t sfloat_div(sfloat_state_t *state, sfloat_t a, sfloat_t b) {
     return SFLOAT_PACK_round(state, sign_z, exp_z, sig_z);
 }
 
+static GMQCC_INLINE void sfloat_check(lex_ctx_t ctx, sfloat_state_t *state, const char *vec) {
+    /* Exception comes from vector component */
+    if (vec) {
+        if (state->exceptionflags & SFLOAT_DIVBYZERO)
+            compile_error(ctx, "division by zero in `%s' component", vec);
+        if (state->exceptionflags & SFLOAT_INVALID)
+            compile_error(ctx, "undefined (inf) in `%s' component", vec);
+        if (state->exceptionflags & SFLOAT_OVERFLOW)
+            compile_error(ctx, "arithmetic overflow in `%s' component", vec);
+        if (state->exceptionflags & SFLOAT_UNDERFLOW)
+            compile_error(ctx, "arithmetic underflow in `%s' component", vec);
+            return;
+    }
+    if (state->exceptionflags & SFLOAT_DIVBYZERO)
+        compile_error(ctx, "division by zero");
+    if (state->exceptionflags & SFLOAT_INVALID)
+        compile_error(ctx, "undefined (inf)");
+    if (state->exceptionflags & SFLOAT_OVERFLOW)
+        compile_error(ctx, "arithmetic overflow");
+    if (state->exceptionflags & SFLOAT_UNDERFLOW)
+        compile_error(ctx, "arithmetic underflow");
+}
+
+static GMQCC_INLINE void sfloat_init(sfloat_state_t *state) {
+    state->exceptionflags = 0;
+    state->roundingmode   = FOLD_ROUNDING;
+    state->tiny           = FOLD_TINYNESS;
+}
+
 /*
  * There is two stages to constant folding in GMQCC: there is the parse
  * stage constant folding, where, witht he help of the AST, operator
@@ -452,16 +518,87 @@ static sfloat_t sfloat_div(sfloat_state_t *state, sfloat_t a, sfloat_t b) {
  *
  * TODO: gcc/clang hinting for autovectorization
  */
-static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_add(vec3_t a, vec3_t b) {
+typedef enum {
+    VEC_COMP_X = 1 << 0,
+    VEC_COMP_Y = 1 << 1,
+    VEC_COMP_Z = 1 << 2
+} vec3_comp_t;
+
+typedef struct {
+    sfloat_cast_t x;
+    sfloat_cast_t y;
+    sfloat_cast_t z;
+} vec3_soft_t;
+
+typedef struct {
+    vec3_comp_t    faults;
+    sfloat_state_t state[3];
+} vec3_soft_state_t;
+
+static GMQCC_INLINE vec3_soft_t vec3_soft_convert(vec3_t vec) {
+    vec3_soft_t soft;
+    soft.x.f = vec.x;
+    soft.y.f = vec.y;
+    soft.z.f = vec.z;
+    return soft;
+}
+
+static GMQCC_INLINE bool vec3_soft_exception(vec3_soft_state_t *vstate, size_t index) {
+    sfloat_exceptionflags_t flags = vstate->state[index].exceptionflags;
+    if (flags & SFLOAT_DIVBYZERO) return true;
+    if (flags & SFLOAT_INVALID)   return true;
+    if (flags & SFLOAT_OVERFLOW)  return true;
+    if (flags & SFLOAT_UNDERFLOW) return true;
+    return false;
+}
+
+static GMQCC_INLINE void vec3_soft_eval(vec3_soft_state_t *state,
+                                        sfloat_t         (*callback)(sfloat_state_t *, sfloat_t, sfloat_t),
+                                        vec3_t             a,
+                                        vec3_t             b)
+{
+    vec3_soft_t sa = vec3_soft_convert(a);
+    vec3_soft_t sb = vec3_soft_convert(b);
+    callback(&state->state[0], sa.x.s, sb.x.s);
+    if (vec3_soft_exception(state, 0)) state->faults |= VEC_COMP_X;
+    callback(&state->state[1], sa.y.s, sb.y.s);
+    if (vec3_soft_exception(state, 1)) state->faults |= VEC_COMP_Y;
+    callback(&state->state[2], sa.z.s, sb.z.s);
+    if (vec3_soft_exception(state, 2)) state->faults |= VEC_COMP_Z;
+}
+
+static GMQCC_INLINE void vec3_check_except(vec3_t     a,
+                                           vec3_t     b,
+                                           lex_ctx_t  ctx,
+                                           sfloat_t (*callback)(sfloat_state_t *, sfloat_t, sfloat_t))
+{
+    vec3_soft_state_t state;
+
+    if (!OPTS_FLAG(ARITHMETIC_EXCEPTIONS))
+        return;
+
+    sfloat_init(&state.state[0]);
+    sfloat_init(&state.state[1]);
+    sfloat_init(&state.state[2]);
+
+    vec3_soft_eval(&state, callback, a, b);
+    if (state.faults & VEC_COMP_X) sfloat_check(ctx, &state.state[0], "x");
+    if (state.faults & VEC_COMP_Y) sfloat_check(ctx, &state.state[1], "y");
+    if (state.faults & VEC_COMP_Z) sfloat_check(ctx, &state.state[2], "z");
+}
+
+static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_add(lex_ctx_t ctx, vec3_t a, vec3_t b) {
     vec3_t out;
+    vec3_check_except(a, b, ctx, &sfloat_add);
     out.x = a.x + b.x;
     out.y = a.y + b.y;
     out.z = a.z + b.z;
     return out;
 }
 
-static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_sub(vec3_t a, vec3_t b) {
+static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_sub(lex_ctx_t ctx, vec3_t a, vec3_t b) {
     vec3_t out;
+    vec3_check_except(a, b, ctx, &sfloat_sub);
     out.x = a.x - b.x;
     out.y = a.y - b.y;
     out.z = a.z - b.z;
@@ -532,12 +669,64 @@ static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_not(vec3_t a) {
     return out;
 }
 
-static GMQCC_INLINE qcfloat_t vec3_mulvv(vec3_t a, vec3_t b) {
+static GMQCC_INLINE qcfloat_t vec3_mulvv(lex_ctx_t ctx, vec3_t a, vec3_t b) {
+    vec3_soft_t    sa;
+    vec3_soft_t    sb;
+    sfloat_state_t s[5];
+    sfloat_t       r[5];
+
+    if (!OPTS_FLAG(ARITHMETIC_EXCEPTIONS))
+        goto end;
+
+    sa = vec3_soft_convert(a);
+    sb = vec3_soft_convert(b);
+
+    sfloat_init(&s[0]);
+    sfloat_init(&s[1]);
+    sfloat_init(&s[2]);
+    sfloat_init(&s[3]);
+    sfloat_init(&s[4]);
+
+    r[0] = sfloat_mul(&s[0], sa.x.s, sb.x.s);
+    r[1] = sfloat_mul(&s[1], sa.y.s, sb.y.s);
+    r[2] = sfloat_mul(&s[2], sa.z.s, sb.z.s);
+    r[3] = sfloat_add(&s[3], r[0],   r[1]);
+    r[4] = sfloat_add(&s[4], r[3],   r[2]);
+
+    sfloat_check(ctx, &s[0], NULL);
+    sfloat_check(ctx, &s[1], NULL);
+    sfloat_check(ctx, &s[2], NULL);
+    sfloat_check(ctx, &s[3], NULL);
+    sfloat_check(ctx, &s[4], NULL);
+
+end:
     return (a.x * b.x + a.y * b.y + a.z * b.z);
 }
 
-static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_mulvf(vec3_t a, qcfloat_t b) {
-    vec3_t out;
+static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_mulvf(lex_ctx_t ctx, vec3_t a, qcfloat_t b) {
+    vec3_t         out;
+    vec3_soft_t    sa;
+    sfloat_cast_t  sb;
+    sfloat_state_t s[3];
+
+    if (!OPTS_FLAG(ARITHMETIC_EXCEPTIONS))
+        goto end;
+
+    sa   = vec3_soft_convert(a);
+    sb.f = b;
+    sfloat_init(&s[0]);
+    sfloat_init(&s[1]);
+    sfloat_init(&s[2]);
+
+    sfloat_mul(&s[0], sa.x.s, sb.s);
+    sfloat_mul(&s[1], sa.y.s, sb.s);
+    sfloat_mul(&s[2], sa.z.s, sb.s);
+
+    sfloat_check(ctx, &s[0], "x");
+    sfloat_check(ctx, &s[1], "y");
+    sfloat_check(ctx, &s[2], "z");
+
+end:
     out.x = a.x * b;
     out.y = a.y * b;
     out.z = a.z * b;
@@ -566,8 +755,50 @@ static GMQCC_INLINE bool vec3_pbool(vec3_t a) {
     return (a.x || a.y || a.z);
 }
 
-static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_cross(vec3_t a, vec3_t b) {
-    vec3_t out;
+static GMQCC_INLINE vec3_t vec3_cross(lex_ctx_t ctx, vec3_t a, vec3_t b) {
+    vec3_t         out;
+    vec3_soft_t    sa;
+    vec3_soft_t    sb;
+    sfloat_t       r[9];
+    sfloat_state_t s[9];
+
+    if (!OPTS_FLAG(ARITHMETIC_EXCEPTIONS))
+        goto end;
+
+    sa = vec3_soft_convert(a);
+    sb = vec3_soft_convert(b);
+
+    sfloat_init(&s[0]);
+    sfloat_init(&s[1]);
+    sfloat_init(&s[2]);
+    sfloat_init(&s[3]);
+    sfloat_init(&s[4]);
+    sfloat_init(&s[5]);
+    sfloat_init(&s[6]);
+    sfloat_init(&s[7]);
+    sfloat_init(&s[8]);
+
+    r[0] = sfloat_mul(&s[0], sa.y.s, sb.z.s);
+    r[1] = sfloat_mul(&s[1], sa.z.s, sb.y.s);
+    r[2] = sfloat_mul(&s[2], sa.z.s, sb.x.s);
+    r[3] = sfloat_mul(&s[3], sa.x.s, sb.z.s);
+    r[4] = sfloat_mul(&s[4], sa.x.s, sb.y.s);
+    r[5] = sfloat_mul(&s[5], sa.y.s, sb.x.s);
+    r[6] = sfloat_sub(&s[6], r[0],   r[1]);
+    r[7] = sfloat_sub(&s[7], r[2],   r[3]);
+    r[8] = sfloat_sub(&s[8], r[4],   r[5]);
+
+    sfloat_check(ctx, &s[0], NULL);
+    sfloat_check(ctx, &s[1], NULL);
+    sfloat_check(ctx, &s[2], NULL);
+    sfloat_check(ctx, &s[3], NULL);
+    sfloat_check(ctx, &s[4], NULL);
+    sfloat_check(ctx, &s[5], NULL);
+    sfloat_check(ctx, &s[6], "x");
+    sfloat_check(ctx, &s[7], "y");
+    sfloat_check(ctx, &s[8], "z");
+
+end:
     out.x = a.y * b.z - a.z * b.y;
     out.y = a.z * b.x - a.x * b.z;
     out.z = a.x * b.y - a.y * b.x;
@@ -820,40 +1051,30 @@ static bool fold_check_except_float(sfloat_t (*callback)(sfloat_state_t *, sfloa
     sfloat_cast_t ca;
     sfloat_cast_t cb;
 
-    if (!OPTS_FLAG(ARITHMETIC_EXCEPTIONS))
+    if (!OPTS_FLAG(ARITHMETIC_EXCEPTIONS) && !OPTS_WARN(WARN_INEXACT_COMPARES))
         return false;
 
-    s.roundingmode   = SFLOAT_ROUND_NEAREST_EVEN;
-    s.tiny           = SFLOAT_TBEFORE;
-    s.exceptionflags = 0;
-    ca.f             = fold_immvalue_float(a);
-    cb.f             = fold_immvalue_float(b);
+    sfloat_init(&s);
+    ca.f = fold_immvalue_float(a);
+    cb.f = fold_immvalue_float(b);
 
     callback(&s, ca.s, cb.s);
     if (s.exceptionflags == 0)
         return false;
 
-    if (s.exceptionflags & SFLOAT_DIVBYZERO)
-        compile_error(fold_ctx(fold), "division by zero");
-#if 0
-    /*
-     * To be enabled once softfloat implementations for stuff like sqrt()
-     * exist
-     */
-    if (s.exceptionflags & SFLOAT_INVALID)
-        compile_error(fold_ctx(fold), "invalid argument");
-#endif
+    if (!OPTS_FLAG(ARITHMETIC_EXCEPTIONS))
+        goto inexact_possible;
 
-    if (s.exceptionflags & SFLOAT_OVERFLOW)
-        compile_error(fold_ctx(fold), "arithmetic overflow");
-    if (s.exceptionflags & SFLOAT_UNDERFLOW)
-        compile_error(fold_ctx(fold), "arithmetic underflow");
+    sfloat_check(fold_ctx(fold), &s, NULL);
 
-    return s.exceptionflags == SFLOAT_INEXACT;
+inexact_possible:
+    return s.exceptionflags & SFLOAT_INEXACT;
 }
 
 static bool fold_check_inexact_float(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
     lex_ctx_t ctx = fold_ctx(fold);
+    if (!OPTS_WARN(WARN_INEXACT_COMPARES))
+        return false;
     if (!a->inexact && !b->inexact)
         return false;
     return compile_warning(ctx, WARN_INEXACT_COMPARES, "inexact value in comparison");
@@ -867,7 +1088,9 @@ static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_add(fold_t *fold, ast_value *a, ast_
         }
     } else if (isvector(a)) {
         if (fold_can_2(a, b))
-            return fold_constgen_vector(fold, vec3_add(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_vector(b)));
+            return fold_constgen_vector(fold, vec3_add(fold_ctx(fold),
+                                                       fold_immvalue_vector(a),
+                                                       fold_immvalue_vector(b)));
     }
     return NULL;
 }
@@ -880,7 +1103,9 @@ static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_sub(fold_t *fold, ast_value *a, ast_
         }
     } else if (isvector(a)) {
         if (fold_can_2(a, b))
-            return fold_constgen_vector(fold, vec3_sub(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_vector(b)));
+            return fold_constgen_vector(fold, vec3_sub(fold_ctx(fold),
+                                                       fold_immvalue_vector(a),
+                                                       fold_immvalue_vector(b)));
     }
     return NULL;
 }
@@ -889,7 +1114,7 @@ static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_mul(fold_t *fold, ast_value *a, ast_
     if (isfloat(a)) {
         if (isvector(b)) {
             if (fold_can_2(a, b))
-                return fold_constgen_vector(fold, vec3_mulvf(fold_immvalue_vector(b), fold_immvalue_float(a)));
+                return fold_constgen_vector(fold, vec3_mulvf(fold_ctx(fold), fold_immvalue_vector(b), fold_immvalue_float(a)));
         } else {
             if (fold_can_2(a, b)) {
                 bool inexact = fold_check_except_float(&sfloat_mul, fold, a, b);
@@ -899,10 +1124,10 @@ static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_mul(fold_t *fold, ast_value *a, ast_
     } else if (isvector(a)) {
         if (isfloat(b)) {
             if (fold_can_2(a, b))
-                return fold_constgen_vector(fold, vec3_mulvf(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_float(b)));
+                return fold_constgen_vector(fold, vec3_mulvf(fold_ctx(fold), fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_float(b)));
         } else {
             if (fold_can_2(a, b)) {
-                return fold_constgen_float(fold, vec3_mulvv(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_vector(b)), false);
+                return fold_constgen_float(fold, vec3_mulvv(fold_ctx(fold), fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_vector(b)), false);
             } else if (OPTS_OPTIMIZATION(OPTIM_VECTOR_COMPONENTS) && fold_can_1(a)) {
                 ast_expression *out;
                 if ((out = fold_op_mul_vec(fold, fold_immvalue_vector(a), b, "xyz"))) return out;
@@ -934,7 +1159,7 @@ static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_div(fold_t *fold, ast_value *a, ast_
         }
     } else if (isvector(a)) {
         if (fold_can_2(a, b)) {
-            return fold_constgen_vector(fold, vec3_mulvf(fold_immvalue_vector(a), 1.0f / fold_immvalue_float(b)));
+            return fold_constgen_vector(fold, vec3_mulvf(fold_ctx(fold), fold_immvalue_vector(a), 1.0f / fold_immvalue_float(b)));
         } else {
             return (ast_expression*)ast_binary_new(
                 fold_ctx(fold),
@@ -1105,7 +1330,9 @@ static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_bnot(fold_t *fold, ast_value *a) {
 
 static GMQCC_INLINE ast_expression *fold_op_cross(fold_t *fold, ast_value *a, ast_value *b) {
     if (fold_can_2(a, b))
-        return fold_constgen_vector(fold, vec3_cross(fold_immvalue_vector(a), fold_immvalue_vector(b)));
+        return fold_constgen_vector(fold, vec3_cross(fold_ctx(fold),
+                                                     fold_immvalue_vector(a),
+                                                     fold_immvalue_vector(b)));
     return NULL;
 }