bool simplify_exprt::simplify_index(exprt &expr)
{
bool result=true;
// extra arithmetic optimizations
const exprt &index=to_index_expr(expr).index();
const exprt &array=to_index_expr(expr).array();
if(index.id()==ID_div &&
index.operands().size()==2)
{
if(index.op0().id()==ID_mult &&
index.op0().operands().size()==2 &&
index.op0().op1()==index.op1())
{
exprt tmp=index.op0().op0();
expr.op1()=tmp;
result=false;
}
else if(index.op0().id()==ID_mult &&
index.op0().operands().size()==2 &&
index.op0().op0()==index.op1())
{
exprt tmp=index.op0().op1();
expr.op1()=tmp;
result=false;
}
}
if(array.id()==ID_lambda)
{
// simplify (lambda i: e)(x) to e[i/x]
const exprt &lambda_expr=array;
if(lambda_expr.operands().size()!=2)
return true;
if(expr.op1().type()==lambda_expr.op0().type())
{
exprt tmp=lambda_expr.op1();
replace_expr(lambda_expr.op0(), expr.op1(), tmp);
expr.swap(tmp);
return false;
}
}
else if(array.id()==ID_with)
{
// we have (a WITH [i:=e])[j]
const exprt &with_expr=array;
if(with_expr.operands().size()!=3)
return true;
if(with_expr.op1()==expr.op1())
{
// simplify (e with [i:=v])[i] to v
exprt tmp=with_expr.op2();
expr.swap(tmp);
return false;
}
else
{
// Turn (a with i:=x)[j] into (i==j)?x:a[j].
// watch out that the type of i and j might be different.
equal_exprt equality_expr(expr.op1(), with_expr.op1());
if(equality_expr.lhs().type()!=equality_expr.rhs().type())
equality_expr.rhs().make_typecast(equality_expr.lhs().type());
simplify_inequality(equality_expr);
index_exprt new_index_expr;
new_index_expr.type()=expr.type();
new_index_expr.array()=with_expr.op0();
new_index_expr.index()=expr.op1();
simplify_index(new_index_expr); // recursive call
if(equality_expr.is_true())
{
expr=with_expr.op2();
return false;
}
else if(equality_expr.is_false())
{
expr.swap(new_index_expr);
return false;
}
if_exprt if_expr(equality_expr, with_expr.op2(), new_index_expr);
simplify_if(if_expr);
expr.swap(if_expr);
return false;
}
}
else if(array.id()==ID_constant ||
array.id()==ID_array)
{
mp_integer i;
if(to_integer(expr.op1(), i))
{
}
else if(i<0 || i>=array.operands().size())
{
// out of bounds
}
else
{
// ok
exprt tmp=array.operands()[integer2size_t(i)];
expr.swap(tmp);
return false;
}
}
else if(array.id()==ID_string_constant)
{
mp_integer i;
const irep_idt &value=array.get(ID_value);
if(to_integer(expr.op1(), i))
{
}
else if(i<0 || i>value.size())
{
// out of bounds
}
else
{
// terminating zero?
char v=(i==value.size())?0:value[integer2size_t(i)];
exprt tmp=from_integer(v, expr.type());
expr.swap(tmp);
return false;
}
}
else if(array.id()==ID_array_of)
{
if(array.operands().size()==1)
{
exprt tmp=array.op0();
expr.swap(tmp);
return false;
}
}
else if(array.id()=="array-list")
{
// These are index/value pairs, alternating.
for(size_t i=0; i<array.operands().size()/2; i++)
{
exprt tmp_index=array.operands()[i*2];
tmp_index.make_typecast(index.type());
simplify(tmp_index);
if(tmp_index==index)
{
exprt tmp=array.operands()[i*2+1];
expr.swap(tmp);
return false;
}
}
}
else if(array.id()==ID_byte_extract_little_endian ||
array.id()==ID_byte_extract_big_endian)
{
const typet &array_type=ns.follow(array.type());
if(array_type.id()==ID_array)
{
// This rewrites byte_extract(s, o, array_type)[i]
// to byte_extract(s, o+offset, sub_type)
mp_integer sub_size=pointer_offset_size(array_type.subtype(), ns);
if(sub_size==-1)
return true;
// add offset to index
mult_exprt offset(from_integer(sub_size, array.op1().type()), index);
plus_exprt final_offset(array.op1(), offset);
simplify_node(final_offset);
exprt result(array.id(), expr.type());
result.copy_to_operands(array.op0(), final_offset);
expr.swap(result);
simplify_rec(expr);
return false;
}
}
else if(array.id()==ID_if)
{
const if_exprt &if_expr=to_if_expr(array);
exprt cond=if_expr.cond();
index_exprt idx_false=to_index_expr(expr);
idx_false.array()=if_expr.false_case();
to_index_expr(expr).array()=if_expr.true_case();
expr=if_exprt(cond, expr, idx_false, expr.type());
simplify_rec(expr);
return false;
}
return result;
}
bool simplify_exprt::simplify_floatbv_typecast(exprt &expr)
{
// These casts usually reduce precision, and thus, usually round.
assert(expr.operands().size()==2);
const typet &dest_type=ns.follow(expr.type());
const typet &src_type=ns.follow(expr.op0().type());
// eliminate redundant casts
if(dest_type==src_type)
{
expr=expr.op0();
return false;
}
exprt op0=expr.op0();
exprt op1=expr.op1(); // rounding mode
// We can soundly re-write (float)((double)x op (double)y)
// to x op y. True for any rounding mode!
#if 0
if(op0.id()==ID_floatbv_div ||
op0.id()==ID_floatbv_mult ||
op0.id()==ID_floatbv_plus ||
op0.id()==ID_floatbv_minus)
{
if(op0.operands().size()==3 &&
op0.op0().id()==ID_typecast &&
op0.op1().id()==ID_typecast &&
op0.op0().operands().size()==1 &&
op0.op1().operands().size()==1 &&
ns.follow(op0.op0().type())==dest_type &&
ns.follow(op0.op1().type())==dest_type)
{
exprt result(op0.id(), expr.type());
result.operands().resize(3);
result.op0()=op0.op0().op0();
result.op1()=op0.op1().op0();
result.op2()=op1;
simplify_node(result);
expr.swap(result);
return false;
}
}
#endif
// constant folding
if(op0.is_constant() && op1.is_constant())
{
mp_integer rounding_mode;
if(!to_integer(op1, rounding_mode))
{
if(src_type.id()==ID_floatbv)
{
if(dest_type.id()==ID_floatbv) // float to float
{
ieee_floatt result(to_constant_expr(op0));
result.rounding_mode=(ieee_floatt::rounding_modet)integer2size_t(rounding_mode);
result.change_spec(to_floatbv_type(dest_type));
expr=result.to_expr();
return false;
}
else if(dest_type.id()==ID_signedbv ||
dest_type.id()==ID_unsignedbv)
{
if(rounding_mode==ieee_floatt::ROUND_TO_ZERO)
{
ieee_floatt result(to_constant_expr(op0));
result.rounding_mode=(ieee_floatt::rounding_modet)integer2size_t(rounding_mode);
mp_integer value=result.to_integer();
expr=from_integer(value, dest_type);
return false;
}
}
}
else if(src_type.id()==ID_signedbv ||
src_type.id()==ID_unsignedbv)
{
mp_integer value;
if(!to_integer(op0, value))
{
if(dest_type.id()==ID_floatbv) // int to float
{
ieee_floatt result;
result.rounding_mode=(ieee_floatt::rounding_modet)integer2size_t(rounding_mode);
result.spec=to_floatbv_type(dest_type);
result.from_integer(value);
expr=result.to_expr();
return false;
}
}
}
}
}
#if 0
// (T)(a?b:c) --> a?(T)b:(T)c
if(expr.op0().id()==ID_if &&
expr.op0().operands().size()==3)
{
exprt tmp_op1=binary_exprt(expr.op0().op1(), ID_floatbv_typecast, expr.op1(), dest_type);
exprt tmp_op2=binary_exprt(expr.op0().op2(), ID_floatbv_typecast, expr.op1(), dest_type);
simplify_floatbv_typecast(tmp_op1);
simplify_floatbv_typecast(tmp_op2);
expr=if_exprt(expr.op0().op0(), tmp_op1, tmp_op2, dest_type);
simplify_if(expr);
return false;
}
#endif
return true;
}
bool simplify_exprt::simplify_pointer_offset(exprt &expr)
{
if(expr.operands().size()!=1) return true;
exprt &ptr=expr.op0();
if(ptr.id()==ID_if && ptr.operands().size()==3)
{
if_exprt if_expr=lift_if(expr, 0);
simplify_pointer_offset(if_expr.true_case());
simplify_pointer_offset(if_expr.false_case());
simplify_if(if_expr);
expr.swap(if_expr);
return false;
}
if(ptr.type().id()!=ID_pointer) return true;
if(ptr.id()==ID_address_of)
{
if(ptr.operands().size()!=1) return true;
mp_integer offset=compute_pointer_offset(ptr.op0(), ns);
if(offset!=-1)
{
expr=from_integer(offset, expr.type());
return false;
}
}
else if(ptr.id()==ID_typecast) // pointer typecast
{
if(ptr.operands().size()!=1) return true;
const typet &op_type=ns.follow(ptr.op0().type());
if(op_type.id()==ID_pointer)
{
// Cast from pointer to pointer.
// This just passes through, remove typecast.
exprt tmp=ptr.op0();
ptr=tmp;
// recursive call
simplify_node(expr);
return false;
}
else if(op_type.id()==ID_signedbv ||
op_type.id()==ID_unsignedbv)
{
// Cast from integer to pointer, say (int *)x.
if(ptr.op0().is_constant())
{
// (T *)0x1234 -> 0x1234
exprt tmp=ptr.op0();
tmp.make_typecast(expr.type());
simplify_node(tmp);
expr.swap(tmp);
return false;
}
else
{
// We do a bit of special treatment for (TYPE *)(a+(int)&o),
// which is re-written to 'a'.
typet type=ns.follow(expr.type());
exprt tmp=ptr.op0();
if(tmp.id()==ID_plus && tmp.operands().size()==2)
{
if(tmp.op0().id()==ID_typecast &&
tmp.op0().operands().size()==1 &&
tmp.op0().op0().id()==ID_address_of)
{
expr=tmp.op1();
if(type!=expr.type())
expr.make_typecast(type);
simplify_node(expr);
return false;
}
else if(tmp.op1().id()==ID_typecast &&
tmp.op1().operands().size()==1 &&
tmp.op1().op0().id()==ID_address_of)
{
expr=tmp.op0();
if(type!=expr.type())
expr.make_typecast(type);
simplify_node(expr);
return false;
}
}
}
}
}
else if(ptr.id()==ID_plus) // pointer arithmetic
{
exprt::operandst ptr_expr;
exprt::operandst int_expr;
for(const auto & op : ptr.operands())
{
if(op.type().id()==ID_pointer)
ptr_expr.push_back(op);
else if(!op.is_zero())
{
exprt tmp=op;
if(tmp.type()!=expr.type())
{
tmp.make_typecast(expr.type());
simplify_node(tmp);
}
int_expr.push_back(tmp);
}
}
if(ptr_expr.size()!=1 || int_expr.empty())
return true;
typet pointer_type=ptr_expr.front().type();
mp_integer element_size=
pointer_offset_size(pointer_type.subtype(), ns);
if(element_size==0) return true;
// this might change the type of the pointer!
exprt pointer_offset(ID_pointer_offset, expr.type());
pointer_offset.copy_to_operands(ptr_expr.front());
simplify_node(pointer_offset);
exprt sum;
if(int_expr.size()==1)
sum=int_expr.front();
else
{
sum=exprt(ID_plus, expr.type());
sum.operands()=int_expr;
}
simplify_node(sum);
exprt size_expr=
from_integer(element_size, expr.type());
binary_exprt product(sum, ID_mult, size_expr, expr.type());
simplify_node(product);
expr=binary_exprt(pointer_offset, ID_plus, product, expr.type());
simplify_node(expr);
return false;
}
else if(ptr.id()==ID_constant &&
ptr.get(ID_value)==ID_NULL)
{
expr=gen_zero(expr.type());
simplify_node(expr);
return false;
}
return true;
}
