2016-01-21 Vladimir Makarov <vmakarov@redhat.com>
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blob069d27183995c99cf2c46676d023193df1dd3043
1 /* Match-and-simplify patterns for shared GENERIC and GIMPLE folding.
2    This file is consumed by genmatch which produces gimple-match.c
3    and generic-match.c from it.
5    Copyright (C) 2014-2016 Free Software Foundation, Inc.
6    Contributed by Richard Biener <rguenther@suse.de>
7    and Prathamesh Kulkarni  <bilbotheelffriend@gmail.com>
9 This file is part of GCC.
11 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
12 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
13 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
14 version.
16 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
17 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
18 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
19 for more details.
21 You should have received a copy of the GNU General Public License
22 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
23 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
26 /* Generic tree predicates we inherit.  */
27 (define_predicates
28    integer_onep integer_zerop integer_all_onesp integer_minus_onep
29    integer_each_onep integer_truep integer_nonzerop
30    real_zerop real_onep real_minus_onep
31    zerop
32    CONSTANT_CLASS_P
33    tree_expr_nonnegative_p
34    integer_valued_real_p
35    integer_pow2p
36    HONOR_NANS)
38 /* Operator lists.  */
39 (define_operator_list tcc_comparison
40   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
41 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
42   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
43 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
44   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
45 (define_operator_list swapped_tcc_comparison
46   gt   ge   eq ne le   lt   unordered ordered   ungt unge unlt unle uneq ltgt)
47 (define_operator_list simple_comparison         lt   le   eq ne ge   gt)
48 (define_operator_list swapped_simple_comparison gt   ge   eq ne le   lt)
50 #include "cfn-operators.pd"
52 /* Define operand lists for math rounding functions {,i,l,ll}FN,
53    where the versions prefixed with "i" return an int, those prefixed with
54    "l" return a long and those prefixed with "ll" return a long long.
56    Also define operand lists:
58      X<FN>F for all float functions, in the order i, l, ll
59      X<FN> for all double functions, in the same order
60      X<FN>L for all long double functions, in the same order.  */
61 #define DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN(FN) \
62   (define_operator_list X##FN##F BUILT_IN_I##FN##F \
63                                  BUILT_IN_L##FN##F \
64                                  BUILT_IN_LL##FN##F) \
65   (define_operator_list X##FN BUILT_IN_I##FN \
66                               BUILT_IN_L##FN \
67                               BUILT_IN_LL##FN) \
68   (define_operator_list X##FN##L BUILT_IN_I##FN##L \
69                                  BUILT_IN_L##FN##L \
70                                  BUILT_IN_LL##FN##L)
72 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (FLOOR)
73 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (CEIL)
74 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (ROUND)
75 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (RINT)
77 /* Simplifications of operations with one constant operand and
78    simplifications to constants or single values.  */
80 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
81   (simplify
82     (op @0 integer_zerop)
83     (non_lvalue @0)))
85 /* 0 +p index -> (type)index */
86 (simplify
87  (pointer_plus integer_zerop @1)
88  (non_lvalue (convert @1)))
90 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
91    Likewise if the operands are reversed.  */
92 (simplify
93  (plus:c @0 real_zerop@1)
94  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 0))
95   (non_lvalue @0)))
97 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
98 (simplify
99  (minus @0 real_zerop@1)
100  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 1))
101   (non_lvalue @0)))
103 /* Simplify x - x.
104    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
105    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
106    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
107    is volatile.  */
108 (simplify
109  (minus @0 @0)
110  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !HONOR_NANS (type))
111   { build_zero_cst (type); }))
113 (simplify
114  (mult @0 integer_zerop@1)
115  @1)
117 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
118    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
119    same in modes with signed zeros, since multiplying a
120    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
121 (simplify
122  (mult @0 real_zerop@1)
123  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
124   @1))
126 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
127    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
128 (simplify
129  (mult @0 real_onep)
130  (if (!HONOR_SNANS (type)
131       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
132           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
133   (non_lvalue @0)))
135 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
136 (simplify
137  (mult @0 real_minus_onep)
138   (if (!HONOR_SNANS (type)
139        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
140            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
141    (negate @0)))
143 /* Make sure to preserve divisions by zero.  This is the reason why
144    we don't simplify x / x to 1 or 0 / x to 0.  */
145 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
146   (simplify
147     (op @0 integer_onep)
148     (non_lvalue @0)))
150 /* X / -1 is -X.  */
151 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
152  (simplify
153    (div @0 integer_minus_onep@1)
154    (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
155     (negate @0))))
157 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
158    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
159 (simplify
160  (floor_div @0 @1)
161  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
162       && TYPE_UNSIGNED (type))
163   (trunc_div @0 @1)))
165 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
166    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
167 (for div (trunc_div exact_div)
168  (simplify
169   (div (div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
170   (with {
171     bool overflow_p;
172     wide_int mul = wi::mul (@1, @2, TYPE_SIGN (type), &overflow_p);
173    }
174    (if (!overflow_p)
175     (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
176     (if (TYPE_UNSIGNED (type)
177          || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
178      { build_zero_cst (type); })))))
180 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
181    NaNs or Infinities.  */
182 (simplify
183  (rdiv @0 @0)
184  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
185       && ! HONOR_NANS (type)
186       && ! HONOR_INFINITIES (type))
187   { build_one_cst (type); }))
189 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
190    NaNs or Infinities.  */
191 (simplify
192  (rdiv:c @0 (negate @0))
193  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
194       && ! HONOR_NANS (type)
195       && ! HONOR_INFINITIES (type))
196   { build_minus_one_cst (type); }))
198 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
199 (simplify
200  (rdiv @0 real_onep)
201  (if (!HONOR_SNANS (type))
202   (non_lvalue @0)))
204 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
205 (simplify
206  (rdiv @0 real_minus_onep)
207  (if (!HONOR_SNANS (type))
208   (negate @0)))
210 (if (flag_reciprocal_math)
211  /* Convert (A/B)/C to A/(B*C)  */
212  (simplify
213   (rdiv (rdiv:s @0 @1) @2)
214    (rdiv @0 (mult @1 @2)))
216  /* Convert A/(B/C) to (A/B)*C  */
217  (simplify
218   (rdiv @0 (rdiv:s @1 @2))
219    (mult (rdiv @0 @1) @2)))
221 /* Optimize (X & (-A)) / A where A is a power of 2, to X >> log2(A) */
222 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
223  (simplify
224   (div (convert? (bit_and @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
225   (if (integer_pow2p (@2)
226        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
227        && wi::add (@2, @1) == 0
228        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
229    (rshift (convert @0) { build_int_cst (integer_type_node,
230                                          wi::exact_log2 (@2)); }))))
232 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
233    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
234    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
235    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
236    tell if it is or not in a portable manner.  */
237 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
238  (simplify
239   (rdiv @0 cst@1)
240   (if (optimize)
241    (if (flag_reciprocal_math
242         && !real_zerop (@1))
243     (with
244      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
245      (if (tem)
246       (mult @0 { tem; } )))
247     (if (cst != COMPLEX_CST)
248      (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
249       (if (inverse)
250        (mult @0 { inverse; } ))))))))
252 /* Same applies to modulo operations, but fold is inconsistent here
253    and simplifies 0 % x to 0, only preserving literal 0 % 0.  */
254 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
255  /* 0 % X is always zero.  */
256  (simplify
257   (mod integer_zerop@0 @1)
258   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
259   (if (!integer_zerop (@1))
260    @0))
261  /* X % 1 is always zero.  */
262  (simplify
263   (mod @0 integer_onep)
264   { build_zero_cst (type); })
265  /* X % -1 is zero.  */
266  (simplify
267   (mod @0 integer_minus_onep@1)
268   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
269    { build_zero_cst (type); }))
270  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
271  (simplify
272   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
273   @2)
274  /* From extract_muldiv_1: (X * C1) % C2 is zero if C1 is a multiple of C2.  */
275  (simplify
276   (mod (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
277   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
278        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
279        && wi::multiple_of_p (@1, @2, TYPE_SIGN (type)))
280    { build_zero_cst (type); })))
282 /* X % -C is the same as X % C.  */
283 (simplify
284  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
285   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
286        && !TREE_OVERFLOW (@1)
287        && wi::neg_p (@1)
288        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
289        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
290        && !sign_bit_p (@1, @1))
291    (trunc_mod @0 (negate @1))))
293 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
294 (simplify
295  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
296  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
297       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
298       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
299       /* Avoid this transformation if X might be INT_MIN or
300          Y might be -1, because we would then change valid
301          INT_MIN % -(-1) into invalid INT_MIN % -1.  */
302       && (expr_not_equal_to (@0, TYPE_MIN_VALUE (type))
303           || expr_not_equal_to (@1, wi::minus_one (TYPE_PRECISION
304                                                         (TREE_TYPE (@1))))))
305   (trunc_mod @0 (convert @1))))
307 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
308 (simplify
309  (minus (convert1? @2) (convert2? (mult:c (trunc_div @0 @1) @1)))
310  /* We cannot use matching captures here, since in the case of
311     constants we really want the type of @0, not @2.  */
312  (if (operand_equal_p (@0, @2, 0)
313       && (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type)))
314   (convert (trunc_mod @0 @1))))
316 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
317    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
318    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
319    to A & ((C << N) - 1).  */
320 (match (power_of_two_cand @1)
321  INTEGER_CST@1)
322 (match (power_of_two_cand @1)
323  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
324 (for mod (trunc_mod floor_mod)
325  (simplify
326   (mod @0 (convert?@3 (power_of_two_cand@1 @2)))
327   (if ((TYPE_UNSIGNED (type)
328         || tree_expr_nonnegative_p (@0))
329         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@3))
330         && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
331    (bit_and @0 (convert (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))))
333 /* Simplify (unsigned t * 2)/2 -> unsigned t & 0x7FFFFFFF.  */
334 (simplify
335  (trunc_div (mult @0 integer_pow2p@1) @1)
336  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
337   (bit_and @0 { wide_int_to_tree
338                 (type, wi::mask (TYPE_PRECISION (type) - wi::exact_log2 (@1),
339                                  false, TYPE_PRECISION (type))); })))
341 /* Simplify (unsigned t / 2) * 2 -> unsigned t & ~1.  */
342 (simplify
343  (mult (trunc_div @0 integer_pow2p@1) @1)
344  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
345   (bit_and @0 (negate @1))))
347 /* Simplify (t * 2) / 2) -> t.  */
348 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
349  (simplify
350   (div (mult @0 @1) @1)
351   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
352        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
353    @0)))
355 (for op (negate abs)
356  /* Simplify cos(-x) and cos(|x|) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
357  (for coss (COS COSH)
358   (simplify
359    (coss (op @0))
360     (coss @0)))
361  /* Simplify pow(-x, y) and pow(|x|,y) -> pow(x,y) if y is an even integer.  */
362  (for pows (POW)
363   (simplify
364    (pows (op @0) REAL_CST@1)
365    (with { HOST_WIDE_INT n; }
366     (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
367      (pows @0 @1)))))
368  /* Strip negate and abs from both operands of hypot.  */
369  (for hypots (HYPOT)
370   (simplify
371    (hypots (op @0) @1)
372    (hypots @0 @1))
373   (simplify
374    (hypots @0 (op @1))
375    (hypots @0 @1)))
376  /* copysign(-x, y) and copysign(abs(x), y) -> copysign(x, y).  */
377  (for copysigns (COPYSIGN)
378   (simplify
379    (copysigns (op @0) @1)
380    (copysigns @0 @1))))
382 /* abs(x)*abs(x) -> x*x.  Should be valid for all types.  */
383 (simplify
384  (mult (abs@1 @0) @1)
385  (mult @0 @0))
387 /* cos(copysign(x, y)) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
388 (for coss (COS COSH)
389      copysigns (COPYSIGN)
390  (simplify
391   (coss (copysigns @0 @1))
392    (coss @0)))
394 /* pow(copysign(x, y), z) -> pow(x, z) if z is an even integer.  */
395 (for pows (POW)
396      copysigns (COPYSIGN)
397  (simplify
398   (pows (copysigns @0 @1) REAL_CST@1)
399   (with { HOST_WIDE_INT n; }
400    (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
401     (pows @0 @1)))))
403 (for hypots (HYPOT)
404      copysigns (COPYSIGN)
405  /* hypot(copysign(x, y), z) -> hypot(x, z).  */
406  (simplify
407   (hypots (copysigns @0 @1) @2)
408   (hypots @0 @2))
409  /* hypot(x, copysign(y, z)) -> hypot(x, y).  */
410  (simplify
411   (hypots @0 (copysigns @1 @2))
412   (hypots @0 @1)))
414 /* copysign(copysign(x, y), z) -> copysign(x, z).  */
415 (for copysigns (COPYSIGN)
416  (simplify
417   (copysigns (copysigns @0 @1) @2)
418   (copysigns @0 @2)))
420 /* copysign(x,y)*copysign(x,y) -> x*x.  */
421 (for copysigns (COPYSIGN)
422  (simplify
423   (mult (copysigns@2 @0 @1) @2)
424   (mult @0 @0)))
426 /* ccos(-x) -> ccos(x).  Similarly for ccosh.  */
427 (for ccoss (CCOS CCOSH)
428  (simplify
429   (ccoss (negate @0))
430    (ccoss @0)))
432 /* cabs(-x) and cos(conj(x)) -> cabs(x).  */
433 (for ops (conj negate)
434  (for cabss (CABS)
435   (simplify
436    (cabss (ops @0))
437    (cabss @0))))
439 /* Fold (a * (1 << b)) into (a << b)  */
440 (simplify
441  (mult:c @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
442   (if (! FLOAT_TYPE_P (type)
443        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
444    (lshift @0 @2)))
446 /* Fold (C1/X)*C2 into (C1*C2)/X.  */
447 (simplify
448  (mult (rdiv:s REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
449   (if (flag_associative_math)
450    (with
451     { tree tem = const_binop (MULT_EXPR, type, @0, @2); }
452     (if (tem)
453      (rdiv { tem; } @1)))))
455 /* Convert C1/(X*C2) into (C1/C2)/X  */
456 (simplify
457  (rdiv REAL_CST@0 (mult @1 REAL_CST@2))
458   (if (flag_reciprocal_math)
459    (with
460     { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, @0, @2); }
461     (if (tem)
462      (rdiv { tem; } @1)))))
464 /* Simplify ~X & X as zero.  */
465 (simplify
466  (bit_and:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
467   { build_zero_cst (type); })
469 /* Fold (A & ~B) - (A & B) into (A ^ B) - B.  */
470 (simplify
471  (minus (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_and:cs @0 @1))
472   (minus (bit_xor @0 @1) @1))
473 (simplify
474  (minus (bit_and:s @0 INTEGER_CST@2) (bit_and:s @0 INTEGER_CST@1))
475  (if (wi::bit_not (@2) == @1)
476   (minus (bit_xor @0 @1) @1)))
478 /* Fold (A & B) - (A & ~B) into B - (A ^ B).  */
479 (simplify
480  (minus (bit_and:s @0 @1) (bit_and:cs @0 (bit_not @1)))
481   (minus @1 (bit_xor @0 @1)))
483 /* Simplify (X & ~Y) | (~X & Y) -> X ^ Y.  */
484 (simplify
485  (bit_ior (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_and:c (bit_not @0) @1))
486   (bit_xor @0 @1))
487 (simplify
488  (bit_ior:c (bit_and @0 INTEGER_CST@2) (bit_and (bit_not @0) INTEGER_CST@1))
489  (if (wi::bit_not (@2) == @1)
490   (bit_xor @0 @1)))
492 /* X % Y is smaller than Y.  */
493 (for cmp (lt ge)
494  (simplify
495   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
496   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
497    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
498 (for cmp (gt le)
499  (simplify
500   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
501   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
502    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
504 /* x | ~0 -> ~0  */
505 (simplify
506   (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
507   @1)
509 /* x & 0 -> 0  */
510 (simplify
511   (bit_and @0 integer_zerop@1)
512   @1)
514 /* ~x | x -> -1 */
515 /* ~x ^ x -> -1 */
516 /* ~x + x -> -1 */
517 (for op (bit_ior bit_xor plus)
518  (simplify
519   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
520   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
522 /* x ^ x -> 0 */
523 (simplify
524   (bit_xor @0 @0)
525   { build_zero_cst (type); })
527 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
528 (simplify
529   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
530   (bit_not @0))
532 /* x & ~0 -> x  */
533 (simplify
534  (bit_and @0 integer_all_onesp)
535   (non_lvalue @0))
537 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
538 (for bitop (bit_and bit_ior)
539  (simplify
540   (bitop @0 @0)
541   (non_lvalue @0)))
543 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
544 (simplify
545  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
546  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
548 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
549 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
550 (for bitop (bit_and bit_ior)
551  (simplify
552   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
553   (bitop @0 (bit_not @1))))
555 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
556 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
557 (for bitop (bit_and bit_ior)
558      rbitop (bit_ior bit_and)
559  (simplify
560   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
561   (bitop @1 @2)))
563 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
564 (simplify
565  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
566  (bit_xor @0 @1))
568 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
569 (simplify
570  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
571  (bit_and @0 @1))
573 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
574 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
575 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
576 (for op (plus bit_ior bit_xor)
577  (simplify
578   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
579   (bit_ior @0 @1)))
581 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
582 (simplify
583  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
584  (plus @0 @1))
586 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
587 (simplify
588  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
589  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
590       && !TYPE_SATURATING (type))
591   (bit_and @0 @1)))
593 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
594 (simplify
595  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
596  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
597       && !TYPE_SATURATING (type))
598   (bit_ior @0 @1)))
600 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
601 (simplify
602  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
603  (bit_and @0 @1))
605 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
606 (simplify
607  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
608  (bit_xor @0 @1))
610 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
611 (simplify
612  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
613  (bit_xor @0 @1))
615 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
616 (simplify
617  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
618  (bit_and @0 @1))
620 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
621    ~x | ~y -> ~(x & y) */
622 (for op (bit_and bit_ior)
623      rop (bit_ior bit_and)
624  (simplify
625   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
626   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
627        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
628    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
630 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
631    with a constant, and the two constants have no bits in common,
632    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
633    simplifications.  */
634 (for op (bit_xor plus)
635  (simplify
636   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
637       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
638   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
639        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
640        && wi::bit_and (@1, @3) == 0)
641    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
643 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
644 (simplify
645  (bit_xor:c (convert? (bit_ior:c @0 @1)) (convert? @0))
646  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
647   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
649 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
650 (simplify
651  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
652  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
653       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
654   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
656 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
657 (simplify
658  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
659  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
660   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
662 /* Fold (X & Y) ^ Y as ~X & Y.  */
663 (simplify
664  (bit_xor:c (bit_and:c @0 @1) @1)
665  (bit_and (bit_not @0) @1))
667 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
668    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
669    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
670    constants are involved.  For example, convert
671      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
672    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
673 (for op (bit_and bit_ior)
674      rop (bit_ior bit_and)
675  (simplify
676   (op (convert? (rop:c @0 @1)) (convert? (rop @0 @2)))
677   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
678    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
681 (simplify
682  (abs (abs@1 @0))
683  @1)
684 (simplify
685  (abs (negate @0))
686  (abs @0))
687 (simplify
688  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
689  @0)
691 /* A few cases of fold-const.c negate_expr_p predicate.  */
692 (match negate_expr_p
693  INTEGER_CST
694  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
695        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
696       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
697           && may_negate_without_overflow_p (t)))))
698 (match negate_expr_p
699  FIXED_CST)
700 (match negate_expr_p
701  (negate @0)
702  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))))
703 (match negate_expr_p
704  REAL_CST
705  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (t)))))
706 /* VECTOR_CST handling of non-wrapping types would recurse in unsupported
707    ways.  */
708 (match negate_expr_p
709  VECTOR_CST
710  (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (type)) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))))
712 /* (-A) * (-B) -> A * B  */
713 (simplify
714  (mult:c (convert1? (negate @0)) (convert2? negate_expr_p@1))
715   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
716        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
717    (mult (convert @0) (convert (negate @1)))))
719 /* -(A + B) -> (-B) - A.  */
720 (simplify
721  (negate (plus:c @0 negate_expr_p@1))
722  (if (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (element_mode (type))
723       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type)))
724   (minus (negate @1) @0)))
726 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  */
727 (simplify
728  (minus @0 negate_expr_p@1)
729  (if (!FIXED_POINT_TYPE_P (type))
730  (plus @0 (negate @1))))
732 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
733    when profitable.
734    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
735    binary operation result instead of to the operands.  This allows
736    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
737    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
738 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
739  (simplify
740   (bitop (convert @0) (convert? @1))
741   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
742          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
743          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
744         || types_match (@0, @1))
745        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
746           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
747           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
748           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
749           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
750        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
751        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
752               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
753            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
754            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
755               mode.  */
756            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
757            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
758               of its mode.  */
759            || TYPE_PRECISION (type) != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))))
760    (convert (bitop @0 (convert @1))))))
762 (for bitop (bit_and bit_ior)
763      rbitop (bit_ior bit_and)
764   /* (x | y) & x -> x */
765   /* (x & y) | x -> x */
766  (simplify
767   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
768   @0)
769  /* (~x | y) & x -> x & y */
770  /* (~x & y) | x -> x | y */
771  (simplify
772   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
773   (bitop @0 @1)))
775 /* Simplify (A & B) OP0 (C & B) to (A OP0 C) & B. */
776 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
777  (simplify
778   (bitop (bit_and:c @0 @1) (bit_and @2 @1))
779   (bit_and (bitop @0 @2) @1)))
781 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
782 (simplify
783   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
784   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
786 /* Combine successive equal operations with constants.  */
787 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
788  (simplify
789   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
790   (bitop @0 (bitop @1 @2))))
792 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
793    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
794 (match truth_valued_p
795  @0
796  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
797 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
798  (match truth_valued_p
799   (op @0 @1)))
800 (match truth_valued_p
801   (truth_not @0))
803 (match (logical_inverted_value @0)
804  (truth_not @0))
805 (match (logical_inverted_value @0)
806  (bit_not truth_valued_p@0))
807 (match (logical_inverted_value @0)
808  (eq @0 integer_zerop))
809 (match (logical_inverted_value @0)
810  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
811 (match (logical_inverted_value @0)
812  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
814 /* X & !X -> 0.  */
815 (simplify
816  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
817  { build_zero_cst (type); })
818 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
819 (for op (bit_ior bit_xor)
820  (simplify
821   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
822   { constant_boolean_node (true, type); }))
823 /* X ==/!= !X is false/true.  */
824 (for op (eq ne)
825  (simplify
826   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
827   { constant_boolean_node (op == NE_EXPR ? true : false, type); }))
829 /* If arg1 and arg2 are booleans (or any single bit type)
830    then try to simplify:
832    (~X & Y) -> X < Y
833    (X & ~Y) -> Y < X
834    (~X | Y) -> X <= Y
835    (X | ~Y) -> Y <= X
837    But only do this if our result feeds into a comparison as
838    this transformation is not always a win, particularly on
839    targets with and-not instructions.
840    -> simplify_bitwise_binary_boolean */
841 (simplify
842   (ne (bit_and:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
843   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
844        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
845    (lt @0 @1)))
846 (simplify
847   (ne (bit_ior:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
848   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
849        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
850    (le @0 @1)))
852 /* ~~x -> x */
853 (simplify
854   (bit_not (bit_not @0))
855   @0)
857 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
858 (simplify
859  (bit_not (convert? (negate @0)))
860  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
861   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
863 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
864 (simplify
865  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
866  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
867   (convert (negate @0))))
868 (simplify
869  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
870  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
871   (convert (negate @0))))
873 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
874 (simplify
875  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
876  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
877   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
878 (simplify
879  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
880  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
881   (convert (bit_xor @0 @1))))
883 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
884 (simplify
885  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
886  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
888 /* Fold A - (A & B) into ~B & A.  */
889 (simplify
890  (minus (convert? @0) (convert?:s (bit_and:cs @0 @1)))
891  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
892       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
893   (convert (bit_and (bit_not @1) @0))))
897 /* ((X inner_op C0) outer_op C1)
898    With X being a tree where value_range has reasoned certain bits to always be
899    zero throughout its computed value range,
900    inner_op = {|,^}, outer_op = {|,^} and inner_op != outer_op
901    where zero_mask has 1's for all bits that are sure to be 0 in
902    and 0's otherwise.
903    if (inner_op == '^') C0 &= ~C1;
904    if ((C0 & ~zero_mask) == 0) then emit (X outer_op (C0 outer_op C1)
905    if ((C1 & ~zero_mask) == 0) then emit (X inner_op (C0 outer_op C1)
907 (for inner_op (bit_ior bit_xor)
908      outer_op (bit_xor bit_ior)
909 (simplify
910  (outer_op
911   (inner_op:s @2 INTEGER_CST@0) INTEGER_CST@1)
912  (with
913   {
914     bool fail = false;
915     wide_int zero_mask_not;
916     wide_int C0;
917     wide_int cst_emit;
919     if (TREE_CODE (@2) == SSA_NAME)
920       zero_mask_not = get_nonzero_bits (@2);
921     else
922       fail = true;
924     if (inner_op == BIT_XOR_EXPR)
925       {
926         C0 = wi::bit_and_not (@0, @1);
927         cst_emit = wi::bit_or (C0, @1);
928       }
929     else
930       {
931         C0 = @0;
932         cst_emit = wi::bit_xor (@0, @1);
933       }
934   }
935   (if (!fail && wi::bit_and (C0, zero_mask_not) == 0)
936    (outer_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); })
937    (if (!fail && wi::bit_and (@1, zero_mask_not) == 0)
938     (inner_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); }))))))
940 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
941 (simplify
942   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
943   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
945 /* Pattern match
946      tem1 = (long) ptr1;
947      tem2 = (long) ptr2;
948      tem3 = tem2 - tem1;
949      tem4 = (unsigned long) tem3;
950      tem5 = ptr1 + tem4;
951    and produce
952      tem5 = ptr2;  */
953 (simplify
954   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
955   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
956   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
957        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
958             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
959    @1))
961 /* Pattern match
962      tem = (sizetype) ptr;
963      tem = tem & algn;
964      tem = -tem;
965      ... = ptr p+ tem;
966    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
967      ... = ptr & ~algn;  */
968 (simplify
969   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
970   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), wi::bit_not (@1)); }
971    (bit_and @0 { algn; })))
973 /* Try folding difference of addresses.  */
974 (simplify
975  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
976  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
977   (with { HOST_WIDE_INT diff; }
978    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
979     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
980 (simplify
981  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
982  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
983   (with { HOST_WIDE_INT diff; }
984    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
985     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
987 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
988    be able to fold this expression using the object or function's
989    alignment.  */
990 (simplify
991  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
992  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
993       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
994   (with
995    {
996      unsigned int align;
997      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
998      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
999    }
1000    (if (wi::ltu_p (@1, align / BITS_PER_UNIT))
1001     { wide_int_to_tree (type, wi::bit_and (@1, bitpos / BITS_PER_UNIT)); }))))
1004 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
1005 (if (!TYPE_SATURATING (type))
1007  /* Contract negates.  */
1008  /* A + (-B) -> A - B */
1009  (simplify
1010   (plus:c (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
1011   /* Apply STRIP_NOPS on @0 and the negate.  */
1012   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1013        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1014        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1015    (minus (convert @0) (convert @1))))
1016  /* A - (-B) -> A + B */
1017  (simplify
1018   (minus (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
1019   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1020        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1021        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1022    (plus (convert @0) (convert @1))))
1023  /* -(-A) -> A */
1024  (simplify
1025   (negate (convert? (negate @1)))
1026   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1027        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1028    (convert @1)))
1030  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
1031     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
1032  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
1033       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1035   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
1036      irrespective of overflow issues.  */
1037   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
1038   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
1039   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
1040   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
1041   (simplify
1042     (minus (plus:c @0 @1) @0)
1043     @1)
1044   (simplify
1045     (minus (minus @0 @1) @0)
1046     (negate @1))
1047   (simplify
1048     (plus:c (minus @0 @1) @1)
1049     @0)
1050   (simplify
1051    (minus @0 (plus:c @0 @1))
1052    (negate @1))
1053   (simplify
1054    (minus @0 (minus @0 @1))
1055    @1)
1057   /* (A +- CST) +- CST -> A + CST  */
1058   (for outer_op (plus minus)
1059    (for inner_op (plus minus)
1060     (simplify
1061      (outer_op (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1062      /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
1063         as we would introduce undefined overflow, for example
1064         with (a - 1) + INT_MIN.  */
1065      (with { tree cst = fold_binary (outer_op == inner_op
1066                                      ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
1067       (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1068        (inner_op @0 { cst; } ))))))
1070   /* (CST - A) +- CST -> CST - A  */
1071   (for outer_op (plus minus)
1072    (simplify
1073     (outer_op (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0) CONSTANT_CLASS_P@2)
1074     (with { tree cst = fold_binary (outer_op, type, @1, @2); }
1075      (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1076       (minus { cst; } @0)))))
1078   /* ~A + A -> -1 */
1079   (simplify
1080    (plus:c (bit_not @0) @0)
1081    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
1082     { build_all_ones_cst (type); }))
1084   /* ~A + 1 -> -A */
1085   (simplify
1086    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
1087    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1088     (negate (convert @0))))
1090   /* -A - 1 -> ~A */
1091   (simplify
1092    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
1093    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1094         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1095     (bit_not (convert @0))))
1097   /* -1 - A -> ~A */
1098   (simplify
1099    (minus integer_all_onesp @0)
1100    (bit_not @0))
1102   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
1103   (for add (plus pointer_plus)
1104    (simplify
1105     (minus (convert (add @0 @1))
1106      (convert @0))
1107     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1108          /* For integer types, if A has a smaller type
1109             than T the result depends on the possible
1110             overflow in P + A.
1111             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1112             However, if an overflow in P + A would cause
1113             undefined behavior, we can assume that there
1114             is no overflow.  */
1115          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1116              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1117          /* For pointer types, if the conversion of A to the
1118             final type requires a sign- or zero-extension,
1119             then we have to punt - it is not defined which
1120             one is correct.  */
1121          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1122              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1123              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
1124      (convert @1))))
1126   /* (T)P - (T)(P + A) -> -(T) A */
1127   (for add (plus pointer_plus)
1128    (simplify
1129     (minus (convert @0)
1130      (convert (add @0 @1)))
1131     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1132          /* For integer types, if A has a smaller type
1133             than T the result depends on the possible
1134             overflow in P + A.
1135             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1136             However, if an overflow in P + A would cause
1137             undefined behavior, we can assume that there
1138             is no overflow.  */
1139          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1140              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1141          /* For pointer types, if the conversion of A to the
1142             final type requires a sign- or zero-extension,
1143             then we have to punt - it is not defined which
1144             one is correct.  */
1145          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1146              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1147              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
1148      (negate (convert @1)))))
1150   /* (T)(P + A) - (T)(P + B) -> (T)A - (T)B */
1151   (for add (plus pointer_plus)
1152    (simplify
1153     (minus (convert (add @0 @1))
1154      (convert (add @0 @2)))
1155     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1156          /* For integer types, if A has a smaller type
1157             than T the result depends on the possible
1158             overflow in P + A.
1159             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1160             However, if an overflow in P + A would cause
1161             undefined behavior, we can assume that there
1162             is no overflow.  */
1163          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1164              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1165          /* For pointer types, if the conversion of A to the
1166             final type requires a sign- or zero-extension,
1167             then we have to punt - it is not defined which
1168             one is correct.  */
1169          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1170              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1171              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0
1172              && TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST
1173              && tree_int_cst_sign_bit (@2) == 0))
1174      (minus (convert @1) (convert @2)))))))
1177 /* Simplifications of MIN_EXPR, MAX_EXPR, fmin() and fmax().  */
1179 (for minmax (min max FMIN FMAX)
1180  (simplify
1181   (minmax @0 @0)
1182   @0))
1183 /* min(max(x,y),y) -> y.  */
1184 (simplify
1185  (min:c (max:c @0 @1) @1)
1186  @1)
1187 /* max(min(x,y),y) -> y.  */
1188 (simplify
1189  (max:c (min:c @0 @1) @1)
1190  @1)
1191 (simplify
1192  (min @0 @1)
1193  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1194       && TYPE_MIN_VALUE (type)
1195       && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
1196   @1))
1197 (simplify
1198  (max @0 @1)
1199  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1200       && TYPE_MAX_VALUE (type)
1201       && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
1202   @1))
1203 (for minmax (FMIN FMAX)
1204  /* If either argument is NaN, return the other one.  Avoid the
1205     transformation if we get (and honor) a signalling NaN.  */
1206  (simplify
1207   (minmax:c @0 REAL_CST@1)
1208   (if (real_isnan (TREE_REAL_CST_PTR (@1))
1209        && (!HONOR_SNANS (@1) || !TREE_REAL_CST (@1).signalling))
1210    @0)))
1211 /* Convert fmin/fmax to MIN_EXPR/MAX_EXPR.  C99 requires these
1212    functions to return the numeric arg if the other one is NaN.
1213    MIN and MAX don't honor that, so only transform if -ffinite-math-only
1214    is set.  C99 doesn't require -0.0 to be handled, so we don't have to
1215    worry about it either.  */
1216 (if (flag_finite_math_only)
1217  (simplify
1218   (FMIN @0 @1)
1219   (min @0 @1))
1220  (simplify
1221   (FMAX @0 @1)
1222   (max @0 @1)))
1224 /* Simplifications of shift and rotates.  */
1226 (for rotate (lrotate rrotate)
1227  (simplify
1228   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
1229   @0))
1231 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
1232 (simplify
1233  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
1234  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
1235       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
1236   @0))
1238 /* Optimize (x >> c) << c into x & (-1<<c).  */
1239 (simplify
1240  (lshift (rshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
1241  (if (wi::ltu_p (@1, element_precision (type)))
1242   (bit_and @0 (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
1244 /* Optimize (x << c) >> c into x & ((unsigned)-1 >> c) for unsigned
1245    types.  */
1246 (simplify
1247  (rshift (lshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
1248  (if (TYPE_UNSIGNED (type)
1249       && (wi::ltu_p (@1, element_precision (type))))
1250   (bit_and @0 (rshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
1252 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
1253  (simplify
1254   (shiftrotate @0 integer_zerop)
1255   (non_lvalue @0))
1256  (simplify
1257   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
1258   @0)
1259  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
1260     if vector2 is uniform.  */
1261  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
1262   (simplify
1263    (shiftrotate @0 vec@1)
1264    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
1265     (if (tem)
1266      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
1268 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
1269    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
1270 (simplify
1271  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
1272  (rrotate @0 { fold_binary (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
1273                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
1274                                            element_precision (type)), @1); }))
1276 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
1277 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
1278  (simplify
1279   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
1280   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
1281    (if (wi::ge_p (@1, 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
1282         && wi::lt_p (@1, prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
1283         && wi::ge_p (@2, 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
1284         && wi::lt_p (@2, prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1285     (with { unsigned int low = wi::add (@1, @2).to_uhwi (); }
1286      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
1287         being well defined.  */
1288      (if (low >= prec)
1289       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
1290        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); })
1291        (if (TYPE_UNSIGNED (type) || op == LSHIFT_EXPR)
1292         { build_zero_cst (type); }
1293         (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); })))
1294       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); })))))))
1297 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
1298    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
1299 (for cmp (ne eq)
1300      icmp (eq ne)
1301  (simplify
1302   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
1303   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1305 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
1306    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
1307    if CST2 != 0.  */
1308 (for cmp (ne eq)
1309  (simplify
1310   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
1311   (with { int cand = wi::ctz (@2) - wi::ctz (@0); }
1312    (if (cand < 0
1313         || (!integer_zerop (@2)
1314             && wi::ne_p (wi::lshift (@0, cand), @2)))
1315     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
1316     (if (!integer_zerop (@2)
1317          && wi::eq_p (wi::lshift (@0, cand), @2))
1318      (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); }))))))
1320 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
1321         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
1322    if the new mask might be further optimized.  */
1323 (for shift (lshift rshift)
1324  (simplify
1325   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
1326            INTEGER_CST@2)
1327    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
1328         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
1329         && tree_fits_uhwi_p (@1)
1330         && tree_to_uhwi (@1) > 0
1331         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
1332     (with
1333      {
1334        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
1335        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
1336        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
1337        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
1338        unsigned int prec;
1340        if (shift == LSHIFT_EXPR)
1341          zerobits = ((((unsigned HOST_WIDE_INT) 1) << shiftc) - 1);
1342        else if (shift == RSHIFT_EXPR
1343                 && (TYPE_PRECISION (shift_type)
1344                     == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (shift_type))))
1345          {
1346            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
1347            tree arg00 = @0;
1348            /* See if more bits can be proven as zero because of
1349               zero extension.  */
1350            if (@3 != @0
1351                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1352              {
1353                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
1354                if ((TYPE_PRECISION (inner_type)
1355                     == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (inner_type)))
1356                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
1357                  {
1358                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
1359                    /* See if we can shorten the right shift.  */
1360                    if (shiftc < prec)
1361                      shift_type = inner_type;
1362                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
1363                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
1364                       is all ones.  */
1365                  }
1366              }
1367            zerobits = ~(unsigned HOST_WIDE_INT) 0;
1368            if (shiftc < prec)
1369              {
1370                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
1371                zerobits <<= prec - shiftc;
1372              }
1373            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
1374               can contain actually sign bits, so no transformation is
1375               possible, unless MASK masks them all away.  In that
1376               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
1377            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
1378                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
1379              {
1380                if ((mask & zerobits) == 0)
1381                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
1382                else
1383                  zerobits = 0;
1384              }
1385          }
1386      }
1387      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
1388      (if ((mask & zerobits) == mask)
1389       { build_int_cst (type, 0); }
1390       (with { newmask = mask | zerobits; }
1391        (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
1392         (with
1393          {
1394            /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
1395               mode's mask.  */
1396            for (prec = BITS_PER_UNIT;
1397                 prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
1398              if (newmask == (((unsigned HOST_WIDE_INT) 1) << prec) - 1)
1399                break;
1400          }
1401          (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
1402               || newmask == ~(unsigned HOST_WIDE_INT) 0)
1403           (with
1404            { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
1405            (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
1406             (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
1407              (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; })
1408              (bit_and @4 { newmaskt; })))))))))))))
1410 /* Fold (X {&,^,|} C2) << C1 into (X << C1) {&,^,|} (C2 << C1)
1411    (X {&,^,|} C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
1412 (for shift (lshift rshift)
1413  (for bit_op (bit_and bit_xor bit_ior)
1414   (simplify
1415    (shift (convert?:s (bit_op:s @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
1416    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1417     (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
1418      (bit_op (shift (convert @0) @1) { mask; }))))))
1421 /* Simplifications of conversions.  */
1423 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
1424 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
1425  (simplify
1426   (cvt @0)
1427   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1428        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
1429    @0)))
1431 /* Contract view-conversions.  */
1432 (simplify
1433   (view_convert (view_convert @0))
1434   (view_convert @0))
1436 /* For integral conversions with the same precision or pointer
1437    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
1438 (simplify
1439   (view_convert @0)
1440   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
1441        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
1442        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
1443    (convert @0)))
1445 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size.  */
1446 (simplify
1447   (view_convert (convert@0 @1))
1448   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
1449        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
1450        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
1451        && (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))))
1452    (view_convert @1)))
1454 /* Re-association barriers around constants and other re-association
1455    barriers can be removed.  */
1456 (simplify
1457  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
1458  @0)
1459 (simplify
1460  (paren (paren@1 @0))
1461  @1)
1463 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
1464 (for ocvt (convert float fix_trunc)
1465  (for icvt (convert float)
1466   (simplify
1467    (ocvt (icvt@1 @0))
1468    (with
1469     {
1470       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
1471       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
1472       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
1473       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
1474       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
1475       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
1476       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
1477       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
1478       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
1479       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
1480       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
1481       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
1482       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
1483       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
1484       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
1485       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
1486       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
1487       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
1488       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
1489       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
1490     }
1491    (switch
1492     /* In addition to the cases of two conversions in a row
1493        handled below, if we are converting something to its own
1494        type via an object of identical or wider precision, neither
1495        conversion is needed.  */
1496     (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
1497           || (GENERIC
1498               && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
1499          && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
1500              || (inter_float && final_float))
1501          && inter_prec >= final_prec)
1502      (ocvt @0))
1504     /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
1505        float or both integer, we don't need the middle conversion if the
1506        former is wider than the latter and doesn't change the signedness
1507        (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
1508        then we sometimes need the middle conversion.  Likewise if the
1509        final type has a precision not equal to the size of its mode.  */
1510     (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
1511          && (final_int || final_float)
1512          && inter_prec >= inside_prec
1513          && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp)
1514          && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1515                && TYPE_MODE (type) == TYPE_MODE (inter_type)))
1516      (ocvt @0))
1518     /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
1519        replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
1520        final conversion does not change precision we can drop the
1521        intermediate conversion.  */
1522     (if (inside_int && inter_int && final_int
1523          && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
1524               && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
1525              || final_prec == inter_prec))
1526      (ocvt @0))
1528     /* Two conversions in a row are not needed unless:
1529         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
1530         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
1531         - the intermediate type is narrower than both initial and
1532           final, or
1533         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
1534           and the outermost type is wider than the intermediate, or
1535         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
1536           intermediate and final types differ, or
1537         - the final type is a pointer type and the precisions of the
1538           initial and intermediate types differ.  */
1539     (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
1540          && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
1541          && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
1542          && ! (inside_int && inter_int
1543                && inter_unsignedp != inside_unsignedp
1544                && inter_prec < final_prec)
1545          && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
1546              == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
1547          && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
1548          && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec)
1549          && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1550                && TYPE_MODE (type) == TYPE_MODE (inter_type)))
1551      (ocvt @0))
1553     /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
1554        canonicalized as bitwise and of a mask.  */
1555     (if (final_int && inter_int && inside_int
1556          && final_prec == inside_prec
1557          && final_prec > inter_prec
1558          && inter_unsignedp)
1559      (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
1560                               (inside_type,
1561                                wi::mask (inter_prec, false,
1562                                          TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
1564     /* If we are converting an integer to a floating-point that can
1565        represent it exactly and back to an integer, we can skip the
1566        floating-point conversion.  */
1567     (if (GIMPLE /* PR66211 */
1568          && inside_int && inter_float && final_int &&
1569          (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
1570          >= inside_prec - !inside_unsignedp)
1571      (convert @0)))))))
1573 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
1574    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
1575    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
1576 (simplify
1577   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
1578   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1579        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1580        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1581        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
1582                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
1583    (convert @0)))
1586 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
1587 (simplify
1588   (mult (convert? (exact_div @0 @1)) @1)
1589   /* Look through a sign-changing conversion.  */
1590   (convert @0))
1592 /* Canonicalization of binary operations.  */
1594 /* Convert X + -C into X - C.  */
1595 (simplify
1596  (plus @0 REAL_CST@1)
1597  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
1598   (with { tree tem = fold_unary (NEGATE_EXPR, type, @1); }
1599    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
1600     (minus @0 { tem; })))))
1602 /* Convert x+x into x*2.0.  */
1603 (simplify
1604  (plus @0 @0)
1605  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
1606   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })))
1608 (simplify
1609  (minus integer_zerop @1)
1610  (negate @1))
1612 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
1613    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
1614    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
1615 (simplify
1616  (minus real_zerop@0 @1)
1617  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
1618   (negate @1)))
1620 /* Transform x * -1 into -x.  */
1621 (simplify
1622  (mult @0 integer_minus_onep)
1623  (negate @0))
1625 /* True if we can easily extract the real and imaginary parts of a complex
1626    number.  */
1627 (match compositional_complex
1628  (convert? (complex @0 @1)))
1630 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
1631 (simplify
1632  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
1633  @0)
1634 (simplify
1635  (realpart (complex @0 @1))
1636  @0)
1637 (simplify
1638  (imagpart (complex @0 @1))
1639  @1)
1641 /* Sometimes we only care about half of a complex expression.  */
1642 (simplify
1643  (realpart (convert?:s (conj:s @0)))
1644  (convert (realpart @0)))
1645 (simplify
1646  (imagpart (convert?:s (conj:s @0)))
1647  (convert (negate (imagpart @0))))
1648 (for part (realpart imagpart)
1649  (for op (plus minus)
1650   (simplify
1651    (part (convert?:s@2 (op:s @0 @1)))
1652    (convert (op (part @0) (part @1))))))
1653 (simplify
1654  (realpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
1655  (convert (COS @0)))
1656 (simplify
1657  (imagpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
1658  (convert (SIN @0)))
1660 /* conj(conj(x)) -> x  */
1661 (simplify
1662  (conj (convert? (conj @0)))
1663  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type))
1664   (convert @0)))
1666 /* conj({x,y}) -> {x,-y}  */
1667 (simplify
1668  (conj (convert?:s (complex:s @0 @1)))
1669  (with { tree itype = TREE_TYPE (type); }
1670   (complex (convert:itype @0) (negate (convert:itype @1)))))
1672 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
1673 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
1674  (simplify
1675   (bswap (bswap @0))
1676   @0)
1677  (simplify
1678   (bswap (bit_not (bswap @0)))
1679   (bit_not @0))
1680  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
1681   (simplify
1682    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
1683    (bitop @0 (bswap @1)))))
1686 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
1688 /* Simplify constant conditions.
1689    Only optimize constant conditions when the selected branch
1690    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
1691    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
1692    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
1693    this one as we depend on doing this transform before possibly
1694    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
1695    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
1696    genmatch cannot handle.  */
1697 (simplify
1698  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
1699  (if (integer_zerop (@0))
1700   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)) || VOID_TYPE_P (type))
1701    @2)
1702   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || VOID_TYPE_P (type))
1703    @1)))
1704 (simplify
1705  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
1706  (if (integer_all_onesp (@0))
1707   @1
1708   (if (integer_zerop (@0))
1709    @2)))
1711 (for cnd (cond vec_cond)
1712  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
1713  (simplify
1714   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
1715   (cnd @0 @1 @3))
1716  (simplify
1717   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
1718   (cnd @0 @1 @3))
1720  /* A ? B : B -> B.  */
1721  (simplify
1722   (cnd @0 @1 @1)
1723   @1)
1725  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
1726  (simplify
1727   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
1728   (cnd @0 @2 @1)))
1730 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C), since vector comparisons
1731    return all-1 or all-0 results.  */
1732 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
1733    but that isn't necessarily a win on its own.  */
1734 (simplify
1735  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
1736  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1737       && TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type) == TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0))
1738       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
1739           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
1740   (minus @3 (view_convert @0))))
1742 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C).  */
1743 (simplify
1744  (minus @3 (view_convert? (vec_cond @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
1745  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1746       && TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type) == TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0))
1747       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
1748           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
1749   (plus @3 (view_convert @0))))
1752 /* Simplifications of comparisons.  */
1754 /* See if we can reduce the magnitude of a constant involved in a
1755    comparison by changing the comparison code.  This is a canonicalization
1756    formerly done by maybe_canonicalize_comparison_1.  */
1757 (for cmp  (le gt)
1758      acmp (lt ge)
1759  (simplify
1760   (cmp @0 INTEGER_CST@1)
1761   (if (tree_int_cst_sgn (@1) == -1)
1762    (acmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::add (@1, 1)); }))))
1763 (for cmp  (ge lt)
1764      acmp (gt le)
1765  (simplify
1766   (cmp @0 INTEGER_CST@1)
1767   (if (tree_int_cst_sgn (@1) == 1)
1768    (acmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::sub (@1, 1)); }))))
1771 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
1772    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
1773    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
1774    that with expression code iteration.  */
1775 (for cmp (tcc_comparison)
1776      icmp (inverted_tcc_comparison)
1777      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
1778  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
1779     and handle some more cases by using
1780       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
1781     here but for that genmatch would need to "inline" that.
1782     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
1783  (simplify
1784   (bit_not (cmp @0 @1))
1785   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1786        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
1787    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
1788       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
1789       a computed operator in the replacement tree thus we have
1790       to play the trick below.  */
1791    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
1792              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
1793     (if (ic == icmp)
1794      (icmp @0 @1)
1795      (if (ic == ncmp)
1796       (ncmp @0 @1))))))
1797  (simplify
1798   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
1799   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
1800             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
1801    (if (ic == icmp)
1802     (icmp @0 @1)
1803     (if (ic == ncmp)
1804      (ncmp @0 @1))))))
1806 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
1807    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
1808    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
1809    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
1810    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
1811 (for cmp (eq ne)
1812  (simplify
1813   (cmp (minus@2 @0 @1) integer_zerop)
1814   (if (single_use (@2))
1815    (cmp @0 @1))))
1817 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
1818    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
1819    often enough for folding it to be of value.  One example is in
1820    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
1821 (for cmp (simple_comparison)
1822      scmp (swapped_simple_comparison)
1823  (simplify
1824   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
1825   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
1826   (if (integer_zerop (@1))
1827    (cmp @1 @2)
1828    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1829         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1830     /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
1831     (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
1832      (scmp @0 @2)
1833      (cmp @0 @2))))))
1835 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
1836    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
1837 (for cmp (eq ge le)
1838  (simplify
1839   (cmp @0 @0)
1840   (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1841        || ! HONOR_NANS (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
1842    { constant_boolean_node (true, type); }
1843    (if (cmp != EQ_EXPR)
1844     (eq @0 @0)))))
1845 (for cmp (ne gt lt)
1846  (simplify
1847   (cmp @0 @0)
1848   (if (cmp != NE_EXPR
1849        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1850        || ! HONOR_NANS (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
1851    { constant_boolean_node (false, type); })))
1852 (for cmp (unle unge uneq)
1853  (simplify
1854   (cmp @0 @0)
1855   { constant_boolean_node (true, type); }))
1856 (simplify
1857  (ltgt @0 @0)
1858  (if (!flag_trapping_math)
1859   { constant_boolean_node (false, type); }))
1861 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
1862 (for cmp (simple_comparison)
1863  (simplify
1864   (cmp (bit_not@2 @0) (bit_not@3 @1))
1865   (if (single_use (@2) && single_use (@3))
1866    (cmp @1 @0))))
1868 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
1869 (for cmp (simple_comparison)
1870      scmp (swapped_simple_comparison)
1871  (simplify
1872   (cmp (bit_not@2 @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
1873   (if (single_use (@2)
1874        && (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST))
1875    (scmp @0 (bit_not @1)))))
1877 (for cmp (simple_comparison)
1878  /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
1879  (simplify
1880   (cmp (convert@2 @0) (convert? @1))
1881   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1882        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1883            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
1884        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1885            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))))
1886    (with
1887     {
1888       tree type1 = TREE_TYPE (@1);
1889       if (TREE_CODE (@1) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
1890         {
1891           REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@1);
1892           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
1893               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
1894             type1 = float_type_node;
1895           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
1896               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
1897             type1 = double_type_node;
1898         }
1899       tree newtype
1900         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type1)
1901            ? TREE_TYPE (@0) : type1); 
1902     }
1903     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (newtype))
1904      (cmp (convert:newtype @0) (convert:newtype @1))))))
1906  (simplify
1907   (cmp @0 REAL_CST@1)
1908   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
1909   (switch
1910    /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
1911    (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
1912     (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
1913    /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
1914    (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
1915         && ! HONOR_SNANS (@1))
1916     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
1917    /* Fold comparisons against infinity.  */
1918    (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
1919         && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
1920     (with
1921      {
1922        REAL_VALUE_TYPE max;
1923        enum tree_code code = cmp;
1924        bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
1925        if (neg)
1926          code = swap_tree_comparison (code);
1927      }
1928      (switch
1929       /* x > +Inf is always false, if with ignore sNANs.  */
1930       (if (code == GT_EXPR
1931            && ! HONOR_SNANS (@0))
1932        { constant_boolean_node (false, type); })
1933       (if (code == LE_EXPR)
1934        /* x <= +Inf is always true, if we don't case about NaNs.  */
1935        (if (! HONOR_NANS (@0))
1936         { constant_boolean_node (true, type); }
1937         /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. !isnan(x).  */
1938         (eq @0 @0)))
1939       /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX.  */
1940       (if (code == EQ_EXPR || code == GE_EXPR)
1941        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
1942         (if (neg)
1943          (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
1944          (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
1945       /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
1946       (if (code == LT_EXPR)
1947        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
1948         (if (neg)
1949          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
1950          (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
1951       /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX).  */
1952       (if (code == NE_EXPR)
1953        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
1954         (if (! HONOR_NANS (@0))
1955          (if (neg)
1956           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
1957           (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
1958          (if (neg)
1959           (bit_xor (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
1960            { build_one_cst (type); })
1961           (bit_xor (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
1962            { build_one_cst (type); }))))))))))
1964  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
1965     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
1966     comparison with a revised real constant as long as no overflow
1967     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
1968  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
1969   (for op (plus minus)
1970    (simplify
1971     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
1972     (with
1973      {
1974        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
1975                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
1976      }
1977      (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
1978       (cmp @0 { tem; }))))))
1980  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
1981     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
1982     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
1983     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
1984  (if (flag_associative_math)
1985   (simplify
1986    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
1987    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
1988     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
1989      (cmp { tem; } @1)))))
1991  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
1992  (if (flag_unsafe_math_optimizations
1993       && ! flag_errno_math)
1994   (for sq (SQRT)
1995    (simplify
1996     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
1997     (switch
1998      (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
1999       (switch
2000        /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
2001        (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
2002         { constant_boolean_node (false, type); })
2003        /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
2004           don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
2005        (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
2006         { constant_boolean_node (true, type); })
2007        /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
2008        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })))
2009      (if (real_equal (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
2010       (switch
2011        /* sqrt(x) < 0 is always false.  */
2012        (if (cmp == LT_EXPR)
2013         { constant_boolean_node (false, type); })
2014        /* sqrt(x) >= 0 is always true if we don't care about NaNs.  */
2015        (if (cmp == GE_EXPR && !HONOR_NANS (@0))
2016         { constant_boolean_node (true, type); })
2017        /* sqrt(x) <= 0 -> x == 0.  */
2018        (if (cmp == LE_EXPR)
2019         (eq @0 @1))
2020        /* Otherwise sqrt(x) cmp 0 -> x cmp 0.  Here cmp can be >=, >,
2021           == or !=.  In the last case:
2023             (sqrt(x) != 0) == (NaN != 0) == true == (x != 0)
2025           if x is negative or NaN.  Due to -funsafe-math-optimizations,
2026           the results for other x follow from natural arithmetic.  */
2027        (cmp @0 @1)))
2028      (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
2029       (with
2030        {
2031          REAL_VALUE_TYPE c2;
2032          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
2033                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
2034          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
2035        }
2036        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
2037         /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
2038         (if (HONOR_INFINITIES (@0))
2039          (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
2040          { constant_boolean_node (false, type); })
2041         /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
2042         (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
2043      (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
2044       (with
2045        {
2046          REAL_VALUE_TYPE c2;
2047          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
2048                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
2049          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
2050        }
2051        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
2052         (switch
2053          /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
2054             value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
2055          (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
2056           { constant_boolean_node (true, type); })
2057          /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
2058             don't care about NaNs.  */
2059          (if (! HONOR_NANS (@0))
2060           (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
2061          /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
2062             don't care about Infinities.  */
2063          (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
2064           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
2065          /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
2066          (if (GENERIC)
2067           (truth_andif
2068            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
2069            (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
2070         /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
2071         (if (! HONOR_NANS (@0))
2072          (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
2073          /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
2074          (if (GENERIC)
2075           (truth_andif
2076            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
2077            (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))))))))))
2079 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
2080 (simplify
2081  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
2082  (if (types_match (@0, @1))
2083   (unordered @0 @1)))
2084 (simplify
2085  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
2086  (if (types_match (@0, @1))
2087   (ordered @0 @1)))
2088 (simplify
2089  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
2090  @2)
2091 (simplify
2092  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
2093  @2)
2095 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
2096 (for cmp (tcc_comparison)
2097      scmp (swapped_tcc_comparison)
2098  (simplify
2099   (cmp (negate @0) (negate @1))
2100   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2101        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2102            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
2103    (scmp @0 @1)))
2104  (simplify
2105   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
2106   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2107        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2108            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
2109    (with { tree tem = fold_unary (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
2110     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
2111      (scmp @0 { tem; }))))))
2113 /* Convert ABS_EXPR<x> == 0 or ABS_EXPR<x> != 0 to x == 0 or x != 0.  */
2114 (for op (eq ne)
2115  (simplify
2116   (op (abs @0) zerop@1)
2117   (op @0 @1)))
2119 /* From fold_sign_changed_comparison and fold_widened_comparison.  */
2120 (for cmp (simple_comparison)
2121  (simplify
2122   (cmp (convert@0 @00) (convert?@1 @10))
2123   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2124        /* Disable this optimization if we're casting a function pointer
2125           type on targets that require function pointer canonicalization.  */
2126        && !(targetm.have_canonicalize_funcptr_for_compare ()
2127             && TREE_CODE (TREE_TYPE (@00)) == POINTER_TYPE
2128             && TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@00))) == FUNCTION_TYPE)
2129        && single_use (@0))
2130    (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2131         && (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
2132             || (@1 != @10 && types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))))
2133         && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2134             || cmp == NE_EXPR
2135             || cmp == EQ_EXPR)
2136         && (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00)) == POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
2137     /* ???  The special-casing of INTEGER_CST conversion was in the original
2138        code and here to avoid a spurious overflow flag on the resulting
2139        constant which fold_convert produces.  */
2140     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
2141      (cmp @00 { force_fit_type (TREE_TYPE (@00), wi::to_widest (@1), 0,
2142                                 TREE_OVERFLOW (@1)); })
2143      (cmp @00 (convert @1)))
2145     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)))
2146      /* If possible, express the comparison in the shorter mode.  */
2147      (if ((cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
2148            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)))
2149           && (types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))
2150               || ((TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00))
2151                    >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@10)))
2152                   && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
2153                       == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@10))))
2154               || (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
2155                   && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
2156                   && int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))))
2157       (cmp @00 (convert @10))
2158       (if (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
2159            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
2160            && !int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))
2161        (with
2162         {
2163           tree min = lower_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
2164           tree max = upper_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
2165           bool above = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, max, @10));
2166           bool below = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, @10, min));
2167         }
2168         (if (above || below)
2169          (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
2170           { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); }
2171           (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
2172            { constant_boolean_node (above ? true : false, type); }
2173            (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
2174             { constant_boolean_node (above ? false : true, type); }))))))))))))
2176 (for cmp (eq ne)
2177  /* A local variable can never be pointed to by
2178     the default SSA name of an incoming parameter.
2179     SSA names are canonicalized to 2nd place.  */
2180  (simplify
2181   (cmp addr@0 SSA_NAME@1)
2182   (if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (@1)
2183        && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (@1)) == PARM_DECL)
2184    (with { tree base = get_base_address (TREE_OPERAND (@0, 0)); }
2185     (if (TREE_CODE (base) == VAR_DECL
2186          && auto_var_in_fn_p (base, current_function_decl))
2187      (if (cmp == NE_EXPR)
2188       { constant_boolean_node (true, type); }
2189       { constant_boolean_node (false, type); }))))))
2191 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
2192 (for cmp (eq ne)
2194  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
2195     Similarly for NE_EXPR.  */
2196  (simplify
2197   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
2198   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
2199        && wi::bit_and_not (@1, @2) != 0)
2200    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
2202  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
2203  (simplify
2204   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
2205   (cmp @0 @1))
2207  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
2208     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
2209  (simplify
2210   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
2211   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
2213  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
2214  (simplify
2215   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
2216   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
2217    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2)))))
2219  (simplify
2220   (cmp (convert? addr@0) integer_zerop)
2221   (if (tree_single_nonzero_warnv_p (@0, NULL))
2222    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
2224 /* If we have (A & C) == C where C is a power of 2, convert this into
2225    (A & C) != 0.  Similarly for NE_EXPR.  */
2226 (for cmp (eq ne)
2227      icmp (ne eq)
2228  (simplify
2229   (cmp (bit_and@2 @0 integer_pow2p@1) @1)
2230   (icmp @2 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
2232 /* If we have (A & C) != 0 where C is the sign bit of A, convert
2233    this into A < 0.  Similarly for (A & C) == 0 into A >= 0.  */
2234 (for cmp (eq ne)
2235      ncmp (ge lt)
2236  (simplify
2237   (cmp (bit_and (convert?@2 @0) integer_pow2p@1) integer_zerop)
2238   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2239        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2240            == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
2241        && element_precision (@2) >= element_precision (@0)
2242        && wi::only_sign_bit_p (@1, element_precision (@0)))
2243    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
2244     (ncmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))))
2246 /* When the addresses are not directly of decls compare base and offset.
2247    This implements some remaining parts of fold_comparison address
2248    comparisons but still no complete part of it.  Still it is good
2249    enough to make fold_stmt not regress when not dispatching to fold_binary.  */
2250 (for cmp (simple_comparison)
2251  (simplify
2252   (cmp (convert1?@2 addr@0) (convert2? addr@1))
2253   (with
2254    {
2255      HOST_WIDE_INT off0, off1;
2256      tree base0 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off0);
2257      tree base1 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@1, 0), &off1);
2258      if (base0 && TREE_CODE (base0) == MEM_REF)
2259        {
2260          off0 += mem_ref_offset (base0).to_short_addr ();
2261          base0 = TREE_OPERAND (base0, 0);
2262        }
2263      if (base1 && TREE_CODE (base1) == MEM_REF)
2264        {
2265          off1 += mem_ref_offset (base1).to_short_addr ();
2266          base1 = TREE_OPERAND (base1, 0);
2267        }
2268    }
2269    (if (base0 && base1)
2270     (with
2271      {
2272        int equal = 2;
2273        if (decl_in_symtab_p (base0)
2274            && decl_in_symtab_p (base1))
2275          equal = symtab_node::get_create (base0)
2276                    ->equal_address_to (symtab_node::get_create (base1));
2277        else if ((DECL_P (base0)
2278                  || TREE_CODE (base0) == SSA_NAME
2279                  || TREE_CODE (base0) == STRING_CST)
2280                 && (DECL_P (base1)
2281                     || TREE_CODE (base1) == SSA_NAME
2282                     || TREE_CODE (base1) == STRING_CST))
2283          equal = (base0 == base1);
2284      }
2285      (if (equal == 1
2286           && (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
2287               /* If the offsets are equal we can ignore overflow.  */
2288               || off0 == off1
2289               || POINTER_TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED
2290               /* Or if we compare using pointers to decls or strings.  */
2291               || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2292                   && (DECL_P (base0) || TREE_CODE (base0) == STRING_CST))))
2293       (switch
2294        (if (cmp == EQ_EXPR)
2295         { constant_boolean_node (off0 == off1, type); })
2296        (if (cmp == NE_EXPR)
2297         { constant_boolean_node (off0 != off1, type); })
2298        (if (cmp == LT_EXPR)
2299         { constant_boolean_node (off0 < off1, type); })
2300        (if (cmp == LE_EXPR)
2301         { constant_boolean_node (off0 <= off1, type); })
2302        (if (cmp == GE_EXPR)
2303         { constant_boolean_node (off0 >= off1, type); })
2304        (if (cmp == GT_EXPR)
2305         { constant_boolean_node (off0 > off1, type); }))
2306       (if (equal == 0
2307            && DECL_P (base0) && DECL_P (base1)
2308            /* If we compare this as integers require equal offset.  */
2309            && (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2310                || off0 == off1))
2311        (switch
2312         (if (cmp == EQ_EXPR)
2313          { constant_boolean_node (false, type); })
2314         (if (cmp == NE_EXPR)
2315          { constant_boolean_node (true, type); })))))))))
2317 /* Non-equality compare simplifications from fold_binary  */
2318 (for cmp (lt gt le ge)
2319  /* Comparisons with the highest or lowest possible integer of
2320     the specified precision will have known values.  */
2321  (simplify
2322   (cmp (convert?@2 @0) INTEGER_CST@1)
2323   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2324        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0)))
2325    (with
2326     {
2327       tree arg1_type = TREE_TYPE (@1);
2328       unsigned int prec = TYPE_PRECISION (arg1_type);
2329       wide_int max = wi::max_value (arg1_type);
2330       wide_int signed_max = wi::max_value (prec, SIGNED);
2331       wide_int min = wi::min_value (arg1_type);
2332     }
2333     (switch
2334      (if (wi::eq_p (@1, max))
2335       (switch
2336        (if (cmp == GT_EXPR)
2337         { constant_boolean_node (false, type); })
2338        (if (cmp == GE_EXPR)
2339         (eq @2 @1))
2340        (if (cmp == LE_EXPR)
2341         { constant_boolean_node (true, type); })
2342        (if (cmp == LT_EXPR)
2343         (ne @2 @1))))
2344      (if (wi::eq_p (@1, min))
2345       (switch
2346        (if (cmp == LT_EXPR)
2347         { constant_boolean_node (false, type); })
2348        (if (cmp == LE_EXPR)
2349         (eq @2 @1))
2350        (if (cmp == GE_EXPR)
2351         { constant_boolean_node (true, type); })
2352        (if (cmp == GT_EXPR)
2353         (ne @2 @1))))
2354      (if (wi::eq_p (@1, max - 1))
2355       (switch
2356        (if (cmp == GT_EXPR)
2357         (eq @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::add (@1, 1)); }))
2358        (if (cmp == LE_EXPR)
2359         (ne @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::add (@1, 1)); }))))
2360      (if (wi::eq_p (@1, min + 1))
2361       (switch
2362        (if (cmp == GE_EXPR)
2363         (ne @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::sub (@1, 1)); }))
2364        (if (cmp == LT_EXPR)
2365         (eq @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::sub (@1, 1)); }))))
2366      (if (wi::eq_p (@1, signed_max)
2367           && TYPE_UNSIGNED (arg1_type)
2368           /* We will flip the signedness of the comparison operator
2369              associated with the mode of @1, so the sign bit is
2370              specified by this mode.  Check that @1 is the signed
2371              max associated with this sign bit.  */
2372           && prec == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (arg1_type))
2373           /* signed_type does not work on pointer types.  */
2374           && INTEGRAL_TYPE_P (arg1_type))
2375       /* The following case also applies to X < signed_max+1
2376          and X >= signed_max+1 because previous transformations.  */
2377       (if (cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
2378        (with { tree st = signed_type_for (arg1_type); }
2379         (if (cmp == LE_EXPR)
2380          (ge (convert:st @0) { build_zero_cst (st); })
2381          (lt (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))))))))))
2383 (for cmp (unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
2384  /* If the second operand is NaN, the result is constant.  */
2385  (simplify
2386   (cmp @0 REAL_CST@1)
2387   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
2388        && (cmp != LTGT_EXPR || ! flag_trapping_math))
2389    { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == LTGT_EXPR
2390                             ? false : true, type); })))
2392 /* bool_var != 0 becomes bool_var.  */
2393 (simplify
2394  (ne @0 integer_zerop)
2395  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
2396       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
2397   (non_lvalue @0)))
2398 /* bool_var == 1 becomes bool_var.  */
2399 (simplify
2400  (eq @0 integer_onep)
2401  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
2402       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
2403   (non_lvalue @0)))
2404 /* Do not handle
2405    bool_var == 0 becomes !bool_var or
2406    bool_var != 1 becomes !bool_var
2407    here because that only is good in assignment context as long
2408    as we require a tcc_comparison in GIMPLE_CONDs where we'd
2409    replace if (x == 0) with tem = ~x; if (tem != 0) which is
2410    clearly less optimal and which we'll transform again in forwprop.  */
2413 /* Simplification of math builtins.  These rules must all be optimizations
2414    as well as IL simplifications.  If there is a possibility that the new
2415    form could be a pessimization, the rule should go in the canonicalization
2416    section that follows this one.
2418    Rules can generally go in this section if they satisfy one of
2419    the following:
2421    - the rule describes an identity
2423    - the rule replaces calls with something as simple as addition or
2424      multiplication
2426    - the rule contains unary calls only and simplifies the surrounding
2427      arithmetic.  (The idea here is to exclude non-unary calls in which
2428      one operand is constant and in which the call is known to be cheap
2429      when the operand has that value.)  */
2431 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
2432  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(x) -> x.  */
2433  (simplify
2434   (mult (SQRT@1 @0) @1)
2435   (if (!HONOR_SNANS (type))
2436    @0))
2438  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(y) -> sqrt(x*y).  */
2439  (for root (SQRT CBRT)
2440   (simplify
2441    (mult (root:s @0) (root:s @1))
2442     (root (mult @0 @1))))
2444  /* Simplify expN(x) * expN(y) -> expN(x+y). */
2445  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
2446   (simplify
2447    (mult (exps:s @0) (exps:s @1))
2448     (exps (plus @0 @1))))
2450  /* Simplify a/root(b/c) into a*root(c/b).  */
2451  (for root (SQRT CBRT)
2452   (simplify
2453    (rdiv @0 (root:s (rdiv:s @1 @2)))
2454     (mult @0 (root (rdiv @2 @1)))))
2456  /* Simplify x/expN(y) into x*expN(-y).  */
2457  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
2458   (simplify
2459    (rdiv @0 (exps:s @1))
2460     (mult @0 (exps (negate @1)))))
2462  (for logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
2463       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
2464   /* logN(expN(x)) -> x.  */
2465   (simplify
2466    (logs (exps @0))
2467    @0)
2468   /* expN(logN(x)) -> x.  */
2469   (simplify
2470    (exps (logs @0))
2471    @0))
2473  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
2474     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
2475     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
2476  (for logs (LOG  LOG   LOG   LOG2 LOG2  LOG2  LOG10 LOG10)
2477       exps (EXP2 EXP10 POW10 EXP  EXP10 POW10 EXP   EXP2)
2478   (simplify
2479    (logs (exps @0))
2480    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
2481     (with {
2482       tree x;
2483       switch (exps)
2484         {
2485         CASE_CFN_EXP:
2486           /* Prepare to do logN(exp(exponent)) -> exponent*logN(e).  */
2487           x = build_real_truncate (type, dconst_e ());
2488           break;
2489         CASE_CFN_EXP2:
2490           /* Prepare to do logN(exp2(exponent)) -> exponent*logN(2).  */
2491           x = build_real (type, dconst2);
2492           break;
2493         CASE_CFN_EXP10:
2494         CASE_CFN_POW10:
2495           /* Prepare to do logN(exp10(exponent)) -> exponent*logN(10).  */
2496           {
2497             REAL_VALUE_TYPE dconst10;
2498             real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
2499             x = build_real (type, dconst10);
2500           }
2501           break;
2502         default:
2503           gcc_unreachable ();
2504         }
2505       }
2506      (mult (logs { x; }) @0)))))
2508  (for logs (LOG LOG
2509             LOG2 LOG2
2510             LOG10 LOG10)
2511       exps (SQRT CBRT)
2512   (simplify
2513    (logs (exps @0))
2514    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
2515     (with {
2516       tree x;
2517       switch (exps)
2518         {
2519         CASE_CFN_SQRT:
2520           /* Prepare to do logN(sqrt(x)) -> 0.5*logN(x).  */
2521           x = build_real (type, dconsthalf);
2522           break;
2523         CASE_CFN_CBRT:
2524           /* Prepare to do logN(cbrt(x)) -> (1/3)*logN(x).  */
2525           x = build_real_truncate (type, dconst_third ());
2526           break;
2527         default:
2528           gcc_unreachable ();
2529         }
2530       }
2531      (mult { x; } (logs @0))))))
2533  /* logN(pow(x,exponent)) -> exponent*logN(x).  */
2534  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
2535       pows (POW)
2536   (simplify
2537    (logs (pows @0 @1))
2538    (mult @1 (logs @0))))
2540  (for sqrts (SQRT)
2541       cbrts (CBRT)
2542       pows (POW)
2543       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
2544   /* sqrt(expN(x)) -> expN(x*0.5).  */
2545   (simplify
2546    (sqrts (exps @0))
2547    (exps (mult @0 { build_real (type, dconsthalf); })))
2548   /* cbrt(expN(x)) -> expN(x/3).  */
2549   (simplify
2550    (cbrts (exps @0))
2551    (exps (mult @0 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
2552   /* pow(expN(x), y) -> expN(x*y).  */
2553   (simplify
2554    (pows (exps @0) @1)
2555    (exps (mult @0 @1))))
2557  /* tan(atan(x)) -> x.  */
2558  (for tans (TAN)
2559       atans (ATAN)
2560   (simplify
2561    (tans (atans @0))
2562    @0)))
2564 /* cabs(x+0i) or cabs(0+xi) -> abs(x).  */
2565 (simplify
2566  (CABS (complex:c @0 real_zerop@1))
2567  (abs @0))
2569 /* trunc(trunc(x)) -> trunc(x), etc.  */
2570 (for fns (TRUNC FLOOR CEIL ROUND NEARBYINT RINT)
2571  (simplify
2572   (fns (fns @0))
2573   (fns @0)))
2574 /* f(x) -> x if x is integer valued and f does nothing for such values.  */
2575 (for fns (TRUNC FLOOR CEIL ROUND NEARBYINT RINT)
2576  (simplify
2577   (fns integer_valued_real_p@0)
2578   @0))
2580 /* hypot(x,0) and hypot(0,x) -> abs(x).  */
2581 (simplify
2582  (HYPOT:c @0 real_zerop@1)
2583  (abs @0))
2585 /* pow(1,x) -> 1.  */
2586 (simplify
2587  (POW real_onep@0 @1)
2588  @0)
2590 (simplify
2591  /* copysign(x,x) -> x.  */
2592  (COPYSIGN @0 @0)
2593  @0)
2595 (simplify
2596  /* copysign(x,y) -> fabs(x) if y is nonnegative.  */
2597  (COPYSIGN @0 tree_expr_nonnegative_p@1)
2598  (abs @0))
2600 (for scale (LDEXP SCALBN SCALBLN)
2601  /* ldexp(0, x) -> 0.  */
2602  (simplify
2603   (scale real_zerop@0 @1)
2604   @0)
2605  /* ldexp(x, 0) -> x.  */
2606  (simplify
2607   (scale @0 integer_zerop@1)
2608   @0)
2609  /* ldexp(x, y) -> x if x is +-Inf or NaN.  */
2610  (simplify
2611   (scale REAL_CST@0 @1)
2612   (if (!real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
2613    @0)))
2615 /* Canonicalization of sequences of math builtins.  These rules represent
2616    IL simplifications but are not necessarily optimizations.
2618    The sincos pass is responsible for picking "optimal" implementations
2619    of math builtins, which may be more complicated and can sometimes go
2620    the other way, e.g. converting pow into a sequence of sqrts.
2621    We only want to do these canonicalizations before the pass has run.  */
2623 (if (flag_unsafe_math_optimizations && canonicalize_math_p ())
2624  /* Simplify tan(x) * cos(x) -> sin(x). */
2625  (simplify
2626   (mult:c (TAN:s @0) (COS:s @0))
2627    (SIN @0))
2629  /* Simplify x * pow(x,c) -> pow(x,c+1). */
2630  (simplify
2631   (mult @0 (POW:s @0 REAL_CST@1))
2632   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
2633    (POW @0 (plus @1 { build_one_cst (type); }))))
2635  /* Simplify sin(x) / cos(x) -> tan(x). */
2636  (simplify
2637   (rdiv (SIN:s @0) (COS:s @0))
2638    (TAN @0))
2640  /* Simplify cos(x) / sin(x) -> 1 / tan(x). */
2641  (simplify
2642   (rdiv (COS:s @0) (SIN:s @0))
2643    (rdiv { build_one_cst (type); } (TAN @0)))
2645  /* Simplify sin(x) / tan(x) -> cos(x). */
2646  (simplify
2647   (rdiv (SIN:s @0) (TAN:s @0))
2648   (if (! HONOR_NANS (@0)
2649        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
2650    (COS @0)))
2652  /* Simplify tan(x) / sin(x) -> 1.0 / cos(x). */
2653  (simplify
2654   (rdiv (TAN:s @0) (SIN:s @0))
2655   (if (! HONOR_NANS (@0)
2656        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
2657    (rdiv { build_one_cst (type); } (COS @0))))
2659  /* Simplify pow(x,y) * pow(x,z) -> pow(x,y+z). */
2660  (simplify
2661   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @0 @2))
2662    (POW @0 (plus @1 @2)))
2664  /* Simplify pow(x,y) * pow(z,y) -> pow(x*z,y). */
2665  (simplify
2666   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @2 @1))
2667    (POW (mult @0 @2) @1))
2669  /* Simplify pow(x,c) / x -> pow(x,c-1). */
2670  (simplify
2671   (rdiv (POW:s @0 REAL_CST@1) @0)
2672   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
2673    (POW @0 (minus @1 { build_one_cst (type); }))))
2675  /* Simplify x / pow (y,z) -> x * pow(y,-z). */
2676  (simplify
2677   (rdiv @0 (POW:s @1 @2))
2678    (mult @0 (POW @1 (negate @2))))
2680  (for sqrts (SQRT)
2681       cbrts (CBRT)
2682       pows (POW)
2683   /* sqrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/4).  */
2684   (simplify
2685    (sqrts (sqrts @0))
2686    (pows @0 { build_real (type, dconst_quarter ()); }))
2687   /* sqrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
2688   (simplify
2689    (sqrts (cbrts @0))
2690    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
2691   /* cbrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
2692   (simplify
2693    (cbrts (sqrts @0))
2694    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
2695   /* cbrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/9), iff x is nonnegative.  */
2696   (simplify
2697    (cbrts (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0))
2698    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_ninth ()); }))
2699   /* sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5).  */
2700   (simplify
2701    (sqrts (pows @0 @1))
2702    (pows (abs @0) (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
2703   /* cbrt(pow(x,y)) -> pow(x,y/3), iff x is nonnegative.  */
2704   (simplify
2705    (cbrts (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1))
2706    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
2707   /* pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5).  */
2708   (simplify
2709    (pows (sqrts @0) @1)
2710    (pows @0 (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
2711   /* pow(cbrt(x),y) -> pow(x,y/3) iff x is nonnegative.  */
2712   (simplify
2713    (pows (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0) @1)
2714    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
2715   /* pow(pow(x,y),z) -> pow(x,y*z) iff x is nonnegative.  */
2716   (simplify
2717    (pows (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1) @2)
2718    (pows @0 (mult @1 @2))))
2720  /* cabs(x+xi) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
2721  (simplify
2722   (CABS (complex @0 @0))
2723   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
2725  /* hypot(x,x) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
2726  (simplify
2727   (HYPOT @0 @0)
2728   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
2730  /* cexp(x+yi) -> exp(x)*cexpi(y).  */
2731  (for cexps (CEXP)
2732       exps (EXP)
2733       cexpis (CEXPI)
2734   (simplify
2735    (cexps compositional_complex@0)
2736    (if (targetm.libc_has_function (function_c99_math_complex))
2737     (complex
2738      (mult (exps@1 (realpart @0)) (realpart (cexpis:type@2 (imagpart @0))))
2739      (mult @1 (imagpart @2)))))))
2741 (if (canonicalize_math_p ())
2742  /* floor(x) -> trunc(x) if x is nonnegative.  */
2743  (for floors (FLOOR)
2744       truncs (TRUNC)
2745   (simplify
2746    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
2747    (truncs @0))))
2749 (match double_value_p
2750  @0
2751  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == double_type_node)))
2752 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL
2753             BUILT_IN_FLOORL
2754             BUILT_IN_CEILL
2755             BUILT_IN_ROUNDL
2756             BUILT_IN_NEARBYINTL
2757             BUILT_IN_RINTL)
2758      tos (BUILT_IN_TRUNC
2759           BUILT_IN_FLOOR
2760           BUILT_IN_CEIL
2761           BUILT_IN_ROUND
2762           BUILT_IN_NEARBYINT
2763           BUILT_IN_RINT)
2764  /* truncl(extend(x)) -> extend(trunc(x)), etc., if x is a double.  */
2765  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
2766   (simplify
2767    (froms (convert double_value_p@0))
2768    (convert (tos @0)))))
2770 (match float_value_p
2771  @0
2772  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float_type_node)))
2773 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC
2774             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR
2775             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL
2776             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND
2777             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT
2778             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT)
2779      tos (BUILT_IN_TRUNCF BUILT_IN_TRUNCF
2780           BUILT_IN_FLOORF BUILT_IN_FLOORF
2781           BUILT_IN_CEILF BUILT_IN_CEILF
2782           BUILT_IN_ROUNDF BUILT_IN_ROUNDF
2783           BUILT_IN_NEARBYINTF BUILT_IN_NEARBYINTF
2784           BUILT_IN_RINTF BUILT_IN_RINTF)
2785  /* truncl(extend(x)) and trunc(extend(x)) -> extend(truncf(x)), etc.,
2786     if x is a float.  */
2787  (if (optimize && canonicalize_math_p ()
2788       && targetm.libc_has_function (function_c99_misc))
2789   (simplify
2790    (froms (convert float_value_p@0))
2791    (convert (tos @0)))))
2793 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL)
2794      tos (XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
2795  /* llfloorl(extend(x)) -> llfloor(x), etc., if x is a double.  */
2796  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
2797   (simplify
2798    (froms (convert double_value_p@0))
2799    (tos @0))))
2801 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL
2802             XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
2803      tos (XFLOORF XCEILF XROUNDF XRINTF)
2804  /* llfloorl(extend(x)) and llfloor(extend(x)) -> llfloorf(x), etc.,
2805     if x is a float.  */
2806  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
2807   (simplify
2808    (froms (convert float_value_p@0))
2809    (tos @0))))
2811 (if (canonicalize_math_p ())
2812  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x) if x is nonnegative.  */
2813  (for floors (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR)
2814   (simplify
2815    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
2816    (fix_trunc @0))))
2818 (if (canonicalize_math_p ())
2819  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
2820  (for fns (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR
2821            ICEIL LCEIL LLCEIL
2822            IROUND LROUND LLROUND)
2823   (simplify
2824    (fns integer_valued_real_p@0)
2825    (fix_trunc @0)))
2826  (if (!flag_errno_math)
2827   /* xrint(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
2828   (for rints (IRINT LRINT LLRINT)
2829    (simplify
2830     (rints integer_valued_real_p@0)
2831     (fix_trunc @0)))))
2833 (if (canonicalize_math_p ())
2834  (for ifn (IFLOOR ICEIL IROUND IRINT)
2835       lfn (LFLOOR LCEIL LROUND LRINT)
2836       llfn (LLFLOOR LLCEIL LLROUND LLRINT)
2837   /* Canonicalize iround (x) to lround (x) on ILP32 targets where
2838      sizeof (int) == sizeof (long).  */
2839   (if (TYPE_PRECISION (integer_type_node)
2840        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
2841    (simplify
2842     (ifn @0)
2843     (lfn:long_integer_type_node @0)))
2844   /* Canonicalize llround (x) to lround (x) on LP64 targets where
2845      sizeof (long long) == sizeof (long).  */
2846   (if (TYPE_PRECISION (long_long_integer_type_node)
2847        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
2848    (simplify
2849     (llfn @0)
2850     (lfn:long_integer_type_node @0)))))
2852 /* cproj(x) -> x if we're ignoring infinities.  */
2853 (simplify
2854  (CPROJ @0)
2855  (if (!HONOR_INFINITIES (type))
2856    @0))
2858 /* If the real part is inf and the imag part is known to be
2859    nonnegative, return (inf + 0i).  */
2860 (simplify
2861  (CPROJ (complex REAL_CST@0 tree_expr_nonnegative_p@1))
2862  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
2863   { build_complex_inf (type, false); }))
2865 /* If the imag part is inf, return (inf+I*copysign(0,imag)).  */
2866 (simplify
2867  (CPROJ (complex @0 REAL_CST@1))
2868  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
2869   { build_complex_inf (type, TREE_REAL_CST_PTR (@1)->sign); }))
2871 (for pows (POW)
2872      sqrts (SQRT)
2873      cbrts (CBRT)
2874  (simplify
2875   (pows @0 REAL_CST@1)
2876   (with {
2877     const REAL_VALUE_TYPE *value = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
2878     REAL_VALUE_TYPE tmp;
2879    }
2880    (switch
2881     /* pow(x,0) -> 1.  */
2882     (if (real_equal (value, &dconst0))
2883      { build_real (type, dconst1); })
2884     /* pow(x,1) -> x.  */
2885     (if (real_equal (value, &dconst1))
2886      @0)
2887     /* pow(x,-1) -> 1/x.  */
2888     (if (real_equal (value, &dconstm1))
2889      (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))
2890     /* pow(x,0.5) -> sqrt(x).  */
2891     (if (flag_unsafe_math_optimizations
2892          && canonicalize_math_p ()
2893          && real_equal (value, &dconsthalf))
2894      (sqrts @0))
2895     /* pow(x,1/3) -> cbrt(x).  */
2896     (if (flag_unsafe_math_optimizations
2897          && canonicalize_math_p ()
2898          && (tmp = real_value_truncate (TYPE_MODE (type), dconst_third ()),
2899              real_equal (value, &tmp)))
2900      (cbrts @0))))))
2902 /* powi(1,x) -> 1.  */
2903 (simplify
2904  (POWI real_onep@0 @1)
2905  @0)
2907 (simplify
2908  (POWI @0 INTEGER_CST@1)
2909  (switch
2910   /* powi(x,0) -> 1.  */
2911   (if (wi::eq_p (@1, 0))
2912    { build_real (type, dconst1); })
2913   /* powi(x,1) -> x.  */
2914   (if (wi::eq_p (@1, 1))
2915    @0)
2916   /* powi(x,-1) -> 1/x.  */
2917   (if (wi::eq_p (@1, -1))
2918    (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))))
2920 /* Narrowing of arithmetic and logical operations. 
2922    These are conceptually similar to the transformations performed for
2923    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
2924    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
2926 /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
2927    both operands are widening conversions from the same type as the outer
2928    narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a suitable
2929    unsigned type (to avoid introducing undefined behaviour), perform the
2930    operation and convert the result to the desired type.  */
2931 (for op (plus minus)
2932   (simplify
2933     (convert (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)))
2934     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2935          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
2936             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
2937          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2938          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2939          /* The precision of the type of each operand must match the
2940             precision of the mode of each operand, similarly for the
2941             result.  */
2942          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2943              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
2944          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2945              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
2946          && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
2947          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
2948          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2949          && types_match (@0, @1)
2950          && types_match (@0, type))
2951       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2952         (convert (op @0 @1))
2953         (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
2954          (convert (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))))))))
2956 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
2957    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
2958    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
2959    to unsigned types to avoid introducing undefined behaviour for the
2960    arithmetic operation.  */
2961 (for op (minus plus)
2962  (simplify
2963   (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
2964   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2965        /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
2966           so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
2967        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2968        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2969        /* The precision of the type of each operand must match the
2970           precision of the mode of each operand, similarly for the
2971           result.  */
2972        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2973            == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
2974        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2975            == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
2976        && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
2977        /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
2978        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2979        && types_match (@0, @1)
2980        && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
2981            <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
2982        && (wi::bit_and (@4, wi::mask (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)),
2983                         true, TYPE_PRECISION (type))) == 0))
2984    (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2985     (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
2986      (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4))))
2987     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
2988      (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
2989                (convert:utype @4))))))))
2991 /* Transform (@0 < @1 and @0 < @2) to use min, 
2992    (@0 > @1 and @0 > @2) to use max */
2993 (for op (lt le gt ge)
2994      ext (min min max max)
2995  (simplify
2996   (bit_and (op:s @0 @1) (op:s @0 @2))
2997   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2998    (op @0 (ext @1 @2)))))
3000 (simplify
3001  /* signbit(x) -> 0 if x is nonnegative.  */
3002  (SIGNBIT tree_expr_nonnegative_p@0)
3003  { integer_zero_node; })
3005 (simplify
3006  /* signbit(x) -> x<0 if x doesn't have signed zeros.  */
3007  (SIGNBIT @0)
3008  (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@0))
3009   (convert (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))))