[PATCH 2/2] S/390: Implement "target" attribute.
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blob5ac30eb078fc79965b7352f621beeba7659e373e
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) 2014-2015 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   (trunc_mod @0 (convert @1))))
301 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
302 (simplify
303  (minus (convert1? @2) (convert2? (mult:c (trunc_div @0 @1) @1)))
304  /* We cannot use matching captures here, since in the case of
305     constants we really want the type of @0, not @2.  */
306  (if (operand_equal_p (@0, @2, 0)
307       && (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type)))
308   (convert (trunc_mod @0 @1))))
310 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
311    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
312    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
313    to A & ((C << N) - 1).  */
314 (match (power_of_two_cand @1)
315  INTEGER_CST@1)
316 (match (power_of_two_cand @1)
317  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
318 (for mod (trunc_mod floor_mod)
319  (simplify
320   (mod @0 (convert?@3 (power_of_two_cand@1 @2)))
321   (if ((TYPE_UNSIGNED (type)
322         || tree_expr_nonnegative_p (@0))
323         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@3))
324         && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
325    (bit_and @0 (convert (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))))
327 /* Simplify (unsigned t * 2)/2 -> unsigned t & 0x7FFFFFFF.  */
328 (simplify
329  (trunc_div (mult @0 integer_pow2p@1) @1)
330  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
331   (bit_and @0 { wide_int_to_tree
332                 (type, wi::mask (TYPE_PRECISION (type) - wi::exact_log2 (@1),
333                                  false, TYPE_PRECISION (type))); })))
335 /* Simplify (unsigned t / 2) * 2 -> unsigned t & ~1.  */
336 (simplify
337  (mult (trunc_div @0 integer_pow2p@1) @1)
338  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
339   (bit_and @0 (negate @1))))
341 /* Simplify (t * 2) / 2) -> t.  */
342 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
343  (simplify
344   (div (mult @0 @1) @1)
345   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
346        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
347    @0)))
349 (for op (negate abs)
350  /* Simplify cos(-x) and cos(|x|) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
351  (for coss (COS COSH)
352   (simplify
353    (coss (op @0))
354     (coss @0)))
355  /* Simplify pow(-x, y) and pow(|x|,y) -> pow(x,y) if y is an even integer.  */
356  (for pows (POW)
357   (simplify
358    (pows (op @0) REAL_CST@1)
359    (with { HOST_WIDE_INT n; }
360     (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
361      (pows @0 @1)))))
362  /* Strip negate and abs from both operands of hypot.  */
363  (for hypots (HYPOT)
364   (simplify
365    (hypots (op @0) @1)
366    (hypots @0 @1))
367   (simplify
368    (hypots @0 (op @1))
369    (hypots @0 @1)))
370  /* copysign(-x, y) and copysign(abs(x), y) -> copysign(x, y).  */
371  (for copysigns (COPYSIGN)
372   (simplify
373    (copysigns (op @0) @1)
374    (copysigns @0 @1))))
376 /* abs(x)*abs(x) -> x*x.  Should be valid for all types.  */
377 (simplify
378  (mult (abs@1 @0) @1)
379  (mult @0 @0))
381 /* cos(copysign(x, y)) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
382 (for coss (COS COSH)
383      copysigns (COPYSIGN)
384  (simplify
385   (coss (copysigns @0 @1))
386    (coss @0)))
388 /* pow(copysign(x, y), z) -> pow(x, z) if z is an even integer.  */
389 (for pows (POW)
390      copysigns (COPYSIGN)
391  (simplify
392   (pows (copysigns @0 @1) REAL_CST@1)
393   (with { HOST_WIDE_INT n; }
394    (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
395     (pows @0 @1)))))
397 (for hypots (HYPOT)
398      copysigns (COPYSIGN)
399  /* hypot(copysign(x, y), z) -> hypot(x, z).  */
400  (simplify
401   (hypots (copysigns @0 @1) @2)
402   (hypots @0 @2))
403  /* hypot(x, copysign(y, z)) -> hypot(x, y).  */
404  (simplify
405   (hypots @0 (copysigns @1 @2))
406   (hypots @0 @1)))
408 /* copysign(copysign(x, y), z) -> copysign(x, z).  */
409 (for copysigns (COPYSIGN)
410  (simplify
411   (copysigns (copysigns @0 @1) @2)
412   (copysigns @0 @2)))
414 /* copysign(x,y)*copysign(x,y) -> x*x.  */
415 (for copysigns (COPYSIGN)
416  (simplify
417   (mult (copysigns@2 @0 @1) @2)
418   (mult @0 @0)))
420 /* ccos(-x) -> ccos(x).  Similarly for ccosh.  */
421 (for ccoss (CCOS CCOSH)
422  (simplify
423   (ccoss (negate @0))
424    (ccoss @0)))
426 /* cabs(-x) and cos(conj(x)) -> cabs(x).  */
427 (for ops (conj negate)
428  (for cabss (CABS)
429   (simplify
430    (cabss (ops @0))
431    (cabss @0))))
433 /* Fold (a * (1 << b)) into (a << b)  */
434 (simplify
435  (mult:c @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
436   (if (! FLOAT_TYPE_P (type)
437        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
438    (lshift @0 @2)))
440 /* Fold (C1/X)*C2 into (C1*C2)/X.  */
441 (simplify
442  (mult (rdiv:s REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
443   (if (flag_associative_math)
444    (with
445     { tree tem = const_binop (MULT_EXPR, type, @0, @2); }
446     (if (tem)
447      (rdiv { tem; } @1)))))
449 /* Convert C1/(X*C2) into (C1/C2)/X  */
450 (simplify
451  (rdiv REAL_CST@0 (mult @1 REAL_CST@2))
452   (if (flag_reciprocal_math)
453    (with
454     { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, @0, @2); }
455     (if (tem)
456      (rdiv { tem; } @1)))))
458 /* Simplify ~X & X as zero.  */
459 (simplify
460  (bit_and:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
461   { build_zero_cst (type); })
463 /* Fold (A & ~B) - (A & B) into (A ^ B) - B.  */
464 (simplify
465  (minus (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_and:cs @0 @1))
466   (minus (bit_xor @0 @1) @1))
467 (simplify
468  (minus (bit_and:s @0 INTEGER_CST@2) (bit_and:s @0 INTEGER_CST@1))
469  (if (wi::bit_not (@2) == @1)
470   (minus (bit_xor @0 @1) @1)))
472 /* Fold (A & B) - (A & ~B) into B - (A ^ B).  */
473 (simplify
474  (minus (bit_and:s @0 @1) (bit_and:cs @0 (bit_not @1)))
475   (minus @1 (bit_xor @0 @1)))
477 /* Simplify (X & ~Y) | (~X & Y) -> X ^ Y.  */
478 (simplify
479  (bit_ior (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_and:c (bit_not @0) @1))
480   (bit_xor @0 @1))
481 (simplify
482  (bit_ior:c (bit_and @0 INTEGER_CST@2) (bit_and (bit_not @0) INTEGER_CST@1))
483  (if (wi::bit_not (@2) == @1)
484   (bit_xor @0 @1)))
486 /* X % Y is smaller than Y.  */
487 (for cmp (lt ge)
488  (simplify
489   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
490   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
491    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
492 (for cmp (gt le)
493  (simplify
494   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
495   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
496    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
498 /* x | ~0 -> ~0  */
499 (simplify
500   (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
501   @1)
503 /* x & 0 -> 0  */
504 (simplify
505   (bit_and @0 integer_zerop@1)
506   @1)
508 /* ~x | x -> -1 */
509 /* ~x ^ x -> -1 */
510 /* ~x + x -> -1 */
511 (for op (bit_ior bit_xor plus)
512  (simplify
513   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
514   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
516 /* x ^ x -> 0 */
517 (simplify
518   (bit_xor @0 @0)
519   { build_zero_cst (type); })
521 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
522 (simplify
523   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
524   (bit_not @0))
526 /* x & ~0 -> x  */
527 (simplify
528  (bit_and @0 integer_all_onesp)
529   (non_lvalue @0))
531 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
532 (for bitop (bit_and bit_ior)
533  (simplify
534   (bitop @0 @0)
535   (non_lvalue @0)))
537 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
538 (simplify
539  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
540  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
542 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
543 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
544 (for bitop (bit_and bit_ior)
545  (simplify
546   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
547   (bitop @0 (bit_not @1))))
549 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
550 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
551 (for bitop (bit_and bit_ior)
552      rbitop (bit_ior bit_and)
553  (simplify
554   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
555   (bitop @1 @2)))
557 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
558 (simplify
559  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
560  (bit_xor @0 @1))
562 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
563 (simplify
564  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
565  (bit_and @0 @1))
567 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
568 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
569 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
570 (for op (plus bit_ior bit_xor)
571  (simplify
572   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
573   (bit_ior @0 @1)))
575 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
576 (simplify
577  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
578  (plus @0 @1))
580 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
581 (simplify
582  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
583  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
584       && !TYPE_SATURATING (type))
585   (bit_and @0 @1)))
587 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
588 (simplify
589  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
590  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
591       && !TYPE_SATURATING (type))
592   (bit_ior @0 @1)))
594 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
595 (simplify
596  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
597  (bit_and @0 @1))
599 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
600 (simplify
601  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
602  (bit_xor @0 @1))
604 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
605 (simplify
606  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
607  (bit_xor @0 @1))
609 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
610 (simplify
611  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
612  (bit_and @0 @1))
614 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
615    ~x | ~y -> ~(x & y) */
616 (for op (bit_and bit_ior)
617      rop (bit_ior bit_and)
618  (simplify
619   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
620   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
621        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
622    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
624 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
625    with a constant, and the two constants have no bits in common,
626    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
627    simplifications.  */
628 (for op (bit_xor plus)
629  (simplify
630   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
631       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
632   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
633        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
634        && wi::bit_and (@1, @3) == 0)
635    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
637 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
638 (simplify
639  (bit_xor:c (convert? (bit_ior:c @0 @1)) (convert? @0))
640  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
641   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
643 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
644 (simplify
645  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
646  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
647       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
648   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
650 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
651 (simplify
652  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
653  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
654   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
656 /* Fold (X & Y) ^ Y as ~X & Y.  */
657 (simplify
658  (bit_xor:c (bit_and:c @0 @1) @1)
659  (bit_and (bit_not @0) @1))
661 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
662    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
663    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
664    constants are involved.  For example, convert
665      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
666    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
667 (for op (bit_and bit_ior)
668      rop (bit_ior bit_and)
669  (simplify
670   (op (convert? (rop:c @0 @1)) (convert? (rop @0 @2)))
671   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
672    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
675 (simplify
676  (abs (abs@1 @0))
677  @1)
678 (simplify
679  (abs (negate @0))
680  (abs @0))
681 (simplify
682  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
683  @0)
685 /* A few cases of fold-const.c negate_expr_p predicate.  */
686 (match negate_expr_p
687  INTEGER_CST
688  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
689        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
690       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
691           && may_negate_without_overflow_p (t)))))
692 (match negate_expr_p
693  FIXED_CST)
694 (match negate_expr_p
695  (negate @0)
696  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))))
697 (match negate_expr_p
698  REAL_CST
699  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (t)))))
700 /* VECTOR_CST handling of non-wrapping types would recurse in unsupported
701    ways.  */
702 (match negate_expr_p
703  VECTOR_CST
704  (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (type)) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))))
706 /* (-A) * (-B) -> A * B  */
707 (simplify
708  (mult:c (convert1? (negate @0)) (convert2? negate_expr_p@1))
709   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
710        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
711    (mult (convert @0) (convert (negate @1)))))
713 /* -(A + B) -> (-B) - A.  */
714 (simplify
715  (negate (plus:c @0 negate_expr_p@1))
716  (if (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (element_mode (type))
717       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type)))
718   (minus (negate @1) @0)))
720 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  */
721 (simplify
722  (minus @0 negate_expr_p@1)
723  (if (!FIXED_POINT_TYPE_P (type))
724  (plus @0 (negate @1))))
726 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
727    when profitable.
728    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
729    binary operation result instead of to the operands.  This allows
730    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
731    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
732 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
733  (simplify
734   (bitop (convert @0) (convert? @1))
735   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
736          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
737          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
738         || types_match (@0, @1))
739        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
740           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
741           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
742           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
743           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
744        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
745        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
746               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
747            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
748            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
749               mode.  */
750            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
751            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
752               of its mode.  */
753            || TYPE_PRECISION (type) != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))))
754    (convert (bitop @0 (convert @1))))))
756 (for bitop (bit_and bit_ior)
757      rbitop (bit_ior bit_and)
758   /* (x | y) & x -> x */
759   /* (x & y) | x -> x */
760  (simplify
761   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
762   @0)
763  /* (~x | y) & x -> x & y */
764  /* (~x & y) | x -> x | y */
765  (simplify
766   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
767   (bitop @0 @1)))
769 /* Simplify (A & B) OP0 (C & B) to (A OP0 C) & B. */
770 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
771  (simplify
772   (bitop (bit_and:c @0 @1) (bit_and @2 @1))
773   (bit_and (bitop @0 @2) @1)))
775 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
776 (simplify
777   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
778   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
780 /* Combine successive equal operations with constants.  */
781 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
782  (simplify
783   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
784   (bitop @0 (bitop @1 @2))))
786 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
787    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
788 (match truth_valued_p
789  @0
790  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
791 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
792  (match truth_valued_p
793   (op @0 @1)))
794 (match truth_valued_p
795   (truth_not @0))
797 (match (logical_inverted_value @0)
798  (truth_not @0))
799 (match (logical_inverted_value @0)
800  (bit_not truth_valued_p@0))
801 (match (logical_inverted_value @0)
802  (eq @0 integer_zerop))
803 (match (logical_inverted_value @0)
804  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
805 (match (logical_inverted_value @0)
806  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
808 /* X & !X -> 0.  */
809 (simplify
810  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
811  { build_zero_cst (type); })
812 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
813 (for op (bit_ior bit_xor)
814  (simplify
815   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
816   { constant_boolean_node (true, type); }))
817 /* X ==/!= !X is false/true.  */
818 (for op (eq ne)
819  (simplify
820   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
821   { constant_boolean_node (op == NE_EXPR ? true : false, type); }))
823 /* If arg1 and arg2 are booleans (or any single bit type)
824    then try to simplify:
826    (~X & Y) -> X < Y
827    (X & ~Y) -> Y < X
828    (~X | Y) -> X <= Y
829    (X | ~Y) -> Y <= X
831    But only do this if our result feeds into a comparison as
832    this transformation is not always a win, particularly on
833    targets with and-not instructions.
834    -> simplify_bitwise_binary_boolean */
835 (simplify
836   (ne (bit_and:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
837   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
838        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
839    (lt @0 @1)))
840 (simplify
841   (ne (bit_ior:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
842   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
843        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
844    (le @0 @1)))
846 /* ~~x -> x */
847 (simplify
848   (bit_not (bit_not @0))
849   @0)
851 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
852 (simplify
853  (bit_not (convert? (negate @0)))
854  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
855   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
857 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
858 (simplify
859  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
860  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
861   (convert (negate @0))))
862 (simplify
863  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
864  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
865   (convert (negate @0))))
867 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
868 (simplify
869  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
870  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
871   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
872 (simplify
873  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
874  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
875   (convert (bit_xor @0 @1))))
877 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
878 (simplify
879  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
880  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
882 /* Fold A - (A & B) into ~B & A.  */
883 (simplify
884  (minus (convert? @0) (convert?:s (bit_and:cs @0 @1)))
885  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
886       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
887   (convert (bit_and (bit_not @1) @0))))
891 /* ((X inner_op C0) outer_op C1)
892    With X being a tree where value_range has reasoned certain bits to always be
893    zero throughout its computed value range,
894    inner_op = {|,^}, outer_op = {|,^} and inner_op != outer_op
895    where zero_mask has 1's for all bits that are sure to be 0 in
896    and 0's otherwise.
897    if (inner_op == '^') C0 &= ~C1;
898    if ((C0 & ~zero_mask) == 0) then emit (X outer_op (C0 outer_op C1)
899    if ((C1 & ~zero_mask) == 0) then emit (X inner_op (C0 outer_op C1)
901 (for inner_op (bit_ior bit_xor)
902      outer_op (bit_xor bit_ior)
903 (simplify
904  (outer_op
905   (inner_op:s @2 INTEGER_CST@0) INTEGER_CST@1)
906  (with
907   {
908     bool fail = false;
909     wide_int zero_mask_not;
910     wide_int C0;
911     wide_int cst_emit;
913     if (TREE_CODE (@2) == SSA_NAME)
914       zero_mask_not = get_nonzero_bits (@2);
915     else
916       fail = true;
918     if (inner_op == BIT_XOR_EXPR)
919       {
920         C0 = wi::bit_and_not (@0, @1);
921         cst_emit = wi::bit_or (C0, @1);
922       }
923     else
924       {
925         C0 = @0;
926         cst_emit = wi::bit_xor (@0, @1);
927       }
928   }
929   (if (!fail && wi::bit_and (C0, zero_mask_not) == 0)
930    (outer_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); })
931    (if (!fail && wi::bit_and (@1, zero_mask_not) == 0)
932     (inner_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); }))))))
934 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
935 (simplify
936   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
937   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
939 /* Pattern match
940      tem1 = (long) ptr1;
941      tem2 = (long) ptr2;
942      tem3 = tem2 - tem1;
943      tem4 = (unsigned long) tem3;
944      tem5 = ptr1 + tem4;
945    and produce
946      tem5 = ptr2;  */
947 (simplify
948   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
949   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
950   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
951        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
952             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
953    @1))
955 /* Pattern match
956      tem = (sizetype) ptr;
957      tem = tem & algn;
958      tem = -tem;
959      ... = ptr p+ tem;
960    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
961      ... = ptr & ~algn;  */
962 (simplify
963   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
964   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), wi::bit_not (@1)); }
965    (bit_and @0 { algn; })))
967 /* Try folding difference of addresses.  */
968 (simplify
969  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
970  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
971   (with { HOST_WIDE_INT diff; }
972    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
973     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
974 (simplify
975  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@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); }))))
981 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
982    be able to fold this expression using the object or function's
983    alignment.  */
984 (simplify
985  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
986  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
987       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
988   (with
989    {
990      unsigned int align;
991      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
992      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
993    }
994    (if (wi::ltu_p (@1, align / BITS_PER_UNIT))
995     { wide_int_to_tree (type, wi::bit_and (@1, bitpos / BITS_PER_UNIT)); }))))
998 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
999 (if (!TYPE_SATURATING (type))
1001  /* Contract negates.  */
1002  /* A + (-B) -> A - B */
1003  (simplify
1004   (plus:c (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
1005   /* Apply STRIP_NOPS on @0 and the negate.  */
1006   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1007        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1008        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1009    (minus (convert @0) (convert @1))))
1010  /* A - (-B) -> A + B */
1011  (simplify
1012   (minus (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
1013   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1014        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1015        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1016    (plus (convert @0) (convert @1))))
1017  /* -(-A) -> A */
1018  (simplify
1019   (negate (convert? (negate @1)))
1020   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1021        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1022    (convert @1)))
1024  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
1025     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
1026  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
1027       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1029   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
1030      irrespective of overflow issues.  */
1031   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
1032   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
1033   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
1034   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
1035   (simplify
1036     (minus (plus:c @0 @1) @0)
1037     @1)
1038   (simplify
1039     (minus (minus @0 @1) @0)
1040     (negate @1))
1041   (simplify
1042     (plus:c (minus @0 @1) @1)
1043     @0)
1044   (simplify
1045    (minus @0 (plus:c @0 @1))
1046    (negate @1))
1047   (simplify
1048    (minus @0 (minus @0 @1))
1049    @1)
1051   /* (A +- CST) +- CST -> A + CST  */
1052   (for outer_op (plus minus)
1053    (for inner_op (plus minus)
1054     (simplify
1055      (outer_op (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1056      /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
1057         as we would introduce undefined overflow, for example
1058         with (a - 1) + INT_MIN.  */
1059      (with { tree cst = fold_binary (outer_op == inner_op
1060                                      ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
1061       (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1062        (inner_op @0 { cst; } ))))))
1064   /* (CST - A) +- CST -> CST - A  */
1065   (for outer_op (plus minus)
1066    (simplify
1067     (outer_op (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0) CONSTANT_CLASS_P@2)
1068     (with { tree cst = fold_binary (outer_op, type, @1, @2); }
1069      (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1070       (minus { cst; } @0)))))
1072   /* ~A + A -> -1 */
1073   (simplify
1074    (plus:c (bit_not @0) @0)
1075    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
1076     { build_all_ones_cst (type); }))
1078   /* ~A + 1 -> -A */
1079   (simplify
1080    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
1081    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1082     (negate (convert @0))))
1084   /* -A - 1 -> ~A */
1085   (simplify
1086    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
1087    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1088         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1089     (bit_not (convert @0))))
1091   /* -1 - A -> ~A */
1092   (simplify
1093    (minus integer_all_onesp @0)
1094    (bit_not @0))
1096   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
1097   (for add (plus pointer_plus)
1098    (simplify
1099     (minus (convert (add @0 @1))
1100      (convert @0))
1101     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1102          /* For integer types, if A has a smaller type
1103             than T the result depends on the possible
1104             overflow in P + A.
1105             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1106             However, if an overflow in P + A would cause
1107             undefined behavior, we can assume that there
1108             is no overflow.  */
1109          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1110              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1111          /* For pointer types, if the conversion of A to the
1112             final type requires a sign- or zero-extension,
1113             then we have to punt - it is not defined which
1114             one is correct.  */
1115          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1116              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1117              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
1118      (convert @1))))
1120   /* (T)P - (T)(P + A) -> -(T) A */
1121   (for add (plus pointer_plus)
1122    (simplify
1123     (minus (convert @0)
1124      (convert (add @0 @1)))
1125     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1126          /* For integer types, if A has a smaller type
1127             than T the result depends on the possible
1128             overflow in P + A.
1129             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1130             However, if an overflow in P + A would cause
1131             undefined behavior, we can assume that there
1132             is no overflow.  */
1133          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1134              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1135          /* For pointer types, if the conversion of A to the
1136             final type requires a sign- or zero-extension,
1137             then we have to punt - it is not defined which
1138             one is correct.  */
1139          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1140              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1141              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
1142      (negate (convert @1)))))
1144   /* (T)(P + A) - (T)(P + B) -> (T)A - (T)B */
1145   (for add (plus pointer_plus)
1146    (simplify
1147     (minus (convert (add @0 @1))
1148      (convert (add @0 @2)))
1149     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1150          /* For integer types, if A has a smaller type
1151             than T the result depends on the possible
1152             overflow in P + A.
1153             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1154             However, if an overflow in P + A would cause
1155             undefined behavior, we can assume that there
1156             is no overflow.  */
1157          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1158              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1159          /* For pointer types, if the conversion of A to the
1160             final type requires a sign- or zero-extension,
1161             then we have to punt - it is not defined which
1162             one is correct.  */
1163          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1164              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1165              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0
1166              && TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST
1167              && tree_int_cst_sign_bit (@2) == 0))
1168      (minus (convert @1) (convert @2)))))))
1171 /* Simplifications of MIN_EXPR, MAX_EXPR, fmin() and fmax().  */
1173 (for minmax (min max FMIN FMAX)
1174  (simplify
1175   (minmax @0 @0)
1176   @0))
1177 /* min(max(x,y),y) -> y.  */
1178 (simplify
1179  (min:c (max:c @0 @1) @1)
1180  @1)
1181 /* max(min(x,y),y) -> y.  */
1182 (simplify
1183  (max:c (min:c @0 @1) @1)
1184  @1)
1185 (simplify
1186  (min @0 @1)
1187  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1188       && TYPE_MIN_VALUE (type)
1189       && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
1190   @1))
1191 (simplify
1192  (max @0 @1)
1193  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1194       && TYPE_MAX_VALUE (type)
1195       && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
1196   @1))
1197 (for minmax (FMIN FMAX)
1198  /* If either argument is NaN, return the other one.  Avoid the
1199     transformation if we get (and honor) a signalling NaN.  */
1200  (simplify
1201   (minmax:c @0 REAL_CST@1)
1202   (if (real_isnan (TREE_REAL_CST_PTR (@1))
1203        && (!HONOR_SNANS (@1) || !TREE_REAL_CST (@1).signalling))
1204    @0)))
1205 /* Convert fmin/fmax to MIN_EXPR/MAX_EXPR.  C99 requires these
1206    functions to return the numeric arg if the other one is NaN.
1207    MIN and MAX don't honor that, so only transform if -ffinite-math-only
1208    is set.  C99 doesn't require -0.0 to be handled, so we don't have to
1209    worry about it either.  */
1210 (if (flag_finite_math_only)
1211  (simplify
1212   (FMIN @0 @1)
1213   (min @0 @1))
1214  (simplify
1215   (FMAX @0 @1)
1216   (max @0 @1)))
1218 /* Simplifications of shift and rotates.  */
1220 (for rotate (lrotate rrotate)
1221  (simplify
1222   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
1223   @0))
1225 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
1226 (simplify
1227  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
1228  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
1229       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
1230   @0))
1232 /* Optimize (x >> c) << c into x & (-1<<c).  */
1233 (simplify
1234  (lshift (rshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
1235  (if (wi::ltu_p (@1, element_precision (type)))
1236   (bit_and @0 (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
1238 /* Optimize (x << c) >> c into x & ((unsigned)-1 >> c) for unsigned
1239    types.  */
1240 (simplify
1241  (rshift (lshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
1242  (if (TYPE_UNSIGNED (type)
1243       && (wi::ltu_p (@1, element_precision (type))))
1244   (bit_and @0 (rshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
1246 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
1247  (simplify
1248   (shiftrotate @0 integer_zerop)
1249   (non_lvalue @0))
1250  (simplify
1251   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
1252   @0)
1253  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
1254     if vector2 is uniform.  */
1255  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
1256   (simplify
1257    (shiftrotate @0 vec@1)
1258    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
1259     (if (tem)
1260      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
1262 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
1263    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
1264 (simplify
1265  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
1266  (rrotate @0 { fold_binary (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
1267                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
1268                                            element_precision (type)), @1); }))
1270 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
1271 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
1272  (simplify
1273   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
1274   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
1275    (if (wi::ge_p (@1, 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
1276         && wi::lt_p (@1, prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
1277         && wi::ge_p (@2, 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
1278         && wi::lt_p (@2, prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1279     (with { unsigned int low = wi::add (@1, @2).to_uhwi (); }
1280      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
1281         being well defined.  */
1282      (if (low >= prec)
1283       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
1284        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); })
1285        (if (TYPE_UNSIGNED (type) || op == LSHIFT_EXPR)
1286         { build_zero_cst (type); }
1287         (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); })))
1288       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); })))))))
1291 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
1292    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
1293 (for cmp (ne eq)
1294      icmp (eq ne)
1295  (simplify
1296   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
1297   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1299 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
1300    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
1301    if CST2 != 0.  */
1302 (for cmp (ne eq)
1303  (simplify
1304   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
1305   (with { int cand = wi::ctz (@2) - wi::ctz (@0); }
1306    (if (cand < 0
1307         || (!integer_zerop (@2)
1308             && wi::ne_p (wi::lshift (@0, cand), @2)))
1309     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
1310     (if (!integer_zerop (@2)
1311          && wi::eq_p (wi::lshift (@0, cand), @2))
1312      (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); }))))))
1314 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
1315         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
1316    if the new mask might be further optimized.  */
1317 (for shift (lshift rshift)
1318  (simplify
1319   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
1320            INTEGER_CST@2)
1321    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
1322         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
1323         && tree_fits_uhwi_p (@1)
1324         && tree_to_uhwi (@1) > 0
1325         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
1326     (with
1327      {
1328        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
1329        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
1330        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
1331        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
1332        unsigned int prec;
1334        if (shift == LSHIFT_EXPR)
1335          zerobits = ((((unsigned HOST_WIDE_INT) 1) << shiftc) - 1);
1336        else if (shift == RSHIFT_EXPR
1337                 && (TYPE_PRECISION (shift_type)
1338                     == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (shift_type))))
1339          {
1340            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
1341            tree arg00 = @0;
1342            /* See if more bits can be proven as zero because of
1343               zero extension.  */
1344            if (@3 != @0
1345                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1346              {
1347                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
1348                if ((TYPE_PRECISION (inner_type)
1349                     == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (inner_type)))
1350                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
1351                  {
1352                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
1353                    /* See if we can shorten the right shift.  */
1354                    if (shiftc < prec)
1355                      shift_type = inner_type;
1356                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
1357                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
1358                       is all ones.  */
1359                  }
1360              }
1361            zerobits = ~(unsigned HOST_WIDE_INT) 0;
1362            if (shiftc < prec)
1363              {
1364                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
1365                zerobits <<= prec - shiftc;
1366              }
1367            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
1368               can contain actually sign bits, so no transformation is
1369               possible, unless MASK masks them all away.  In that
1370               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
1371            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
1372                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
1373              {
1374                if ((mask & zerobits) == 0)
1375                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
1376                else
1377                  zerobits = 0;
1378              }
1379          }
1380      }
1381      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
1382      (if ((mask & zerobits) == mask)
1383       { build_int_cst (type, 0); }
1384       (with { newmask = mask | zerobits; }
1385        (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
1386         (with
1387          {
1388            /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
1389               mode's mask.  */
1390            for (prec = BITS_PER_UNIT;
1391                 prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
1392              if (newmask == (((unsigned HOST_WIDE_INT) 1) << prec) - 1)
1393                break;
1394          }
1395          (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
1396               || newmask == ~(unsigned HOST_WIDE_INT) 0)
1397           (with
1398            { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
1399            (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
1400             (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
1401              (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; })
1402              (bit_and @4 { newmaskt; })))))))))))))
1404 /* Fold (X {&,^,|} C2) << C1 into (X << C1) {&,^,|} (C2 << C1)
1405    (X {&,^,|} C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
1406 (for shift (lshift rshift)
1407  (for bit_op (bit_and bit_xor bit_ior)
1408   (simplify
1409    (shift (convert?:s (bit_op:s @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
1410    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1411     (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
1412      (bit_op (shift (convert @0) @1) { mask; }))))))
1415 /* Simplifications of conversions.  */
1417 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
1418 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
1419  (simplify
1420   (cvt @0)
1421   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1422        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
1423    @0)))
1425 /* Contract view-conversions.  */
1426 (simplify
1427   (view_convert (view_convert @0))
1428   (view_convert @0))
1430 /* For integral conversions with the same precision or pointer
1431    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
1432 (simplify
1433   (view_convert @0)
1434   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
1435        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
1436        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
1437    (convert @0)))
1439 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size.  */
1440 (simplify
1441   (view_convert (convert@0 @1))
1442   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
1443        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
1444        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
1445        && (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))))
1446    (view_convert @1)))
1448 /* Re-association barriers around constants and other re-association
1449    barriers can be removed.  */
1450 (simplify
1451  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
1452  @0)
1453 (simplify
1454  (paren (paren@1 @0))
1455  @1)
1457 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
1458 (for ocvt (convert float fix_trunc)
1459  (for icvt (convert float)
1460   (simplify
1461    (ocvt (icvt@1 @0))
1462    (with
1463     {
1464       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
1465       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
1466       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
1467       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
1468       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
1469       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
1470       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
1471       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
1472       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
1473       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
1474       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
1475       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
1476       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
1477       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
1478       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
1479       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
1480       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
1481       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
1482       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
1483       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
1484     }
1485    (switch
1486     /* In addition to the cases of two conversions in a row
1487        handled below, if we are converting something to its own
1488        type via an object of identical or wider precision, neither
1489        conversion is needed.  */
1490     (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
1491           || (GENERIC
1492               && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
1493          && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
1494              || (inter_float && final_float))
1495          && inter_prec >= final_prec)
1496      (ocvt @0))
1498     /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
1499        float or both integer, we don't need the middle conversion if the
1500        former is wider than the latter and doesn't change the signedness
1501        (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
1502        then we sometimes need the middle conversion.  Likewise if the
1503        final type has a precision not equal to the size of its mode.  */
1504     (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
1505          && (final_int || final_float)
1506          && inter_prec >= inside_prec
1507          && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp)
1508          && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1509                && TYPE_MODE (type) == TYPE_MODE (inter_type)))
1510      (ocvt @0))
1512     /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
1513        replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
1514        final conversion does not change precision we can drop the
1515        intermediate conversion.  */
1516     (if (inside_int && inter_int && final_int
1517          && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
1518               && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
1519              || final_prec == inter_prec))
1520      (ocvt @0))
1522     /* Two conversions in a row are not needed unless:
1523         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
1524         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
1525         - the intermediate type is narrower than both initial and
1526           final, or
1527         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
1528           and the outermost type is wider than the intermediate, or
1529         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
1530           intermediate and final types differ, or
1531         - the final type is a pointer type and the precisions of the
1532           initial and intermediate types differ.  */
1533     (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
1534          && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
1535          && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
1536          && ! (inside_int && inter_int
1537                && inter_unsignedp != inside_unsignedp
1538                && inter_prec < final_prec)
1539          && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
1540              == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
1541          && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
1542          && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec)
1543          && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1544                && TYPE_MODE (type) == TYPE_MODE (inter_type)))
1545      (ocvt @0))
1547     /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
1548        canonicalized as bitwise and of a mask.  */
1549     (if (final_int && inter_int && inside_int
1550          && final_prec == inside_prec
1551          && final_prec > inter_prec
1552          && inter_unsignedp)
1553      (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
1554                               (inside_type,
1555                                wi::mask (inter_prec, false,
1556                                          TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
1558     /* If we are converting an integer to a floating-point that can
1559        represent it exactly and back to an integer, we can skip the
1560        floating-point conversion.  */
1561     (if (GIMPLE /* PR66211 */
1562          && inside_int && inter_float && final_int &&
1563          (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
1564          >= inside_prec - !inside_unsignedp)
1565      (convert @0)))))))
1567 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
1568    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
1569    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
1570 (simplify
1571   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
1572   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1573        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1574        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1575        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
1576                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
1577    (convert @0)))
1580 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
1581 (simplify
1582   (mult (convert? (exact_div @0 @1)) @1)
1583   /* Look through a sign-changing conversion.  */
1584   (convert @0))
1586 /* Canonicalization of binary operations.  */
1588 /* Convert X + -C into X - C.  */
1589 (simplify
1590  (plus @0 REAL_CST@1)
1591  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
1592   (with { tree tem = fold_unary (NEGATE_EXPR, type, @1); }
1593    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
1594     (minus @0 { tem; })))))
1596 /* Convert x+x into x*2.0.  */
1597 (simplify
1598  (plus @0 @0)
1599  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
1600   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })))
1602 (simplify
1603  (minus integer_zerop @1)
1604  (negate @1))
1606 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
1607    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
1608    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
1609 (simplify
1610  (minus real_zerop@0 @1)
1611  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
1612   (negate @1)))
1614 /* Transform x * -1 into -x.  */
1615 (simplify
1616  (mult @0 integer_minus_onep)
1617  (negate @0))
1619 /* True if we can easily extract the real and imaginary parts of a complex
1620    number.  */
1621 (match compositional_complex
1622  (convert? (complex @0 @1)))
1624 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
1625 (simplify
1626  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
1627  @0)
1628 (simplify
1629  (realpart (complex @0 @1))
1630  @0)
1631 (simplify
1632  (imagpart (complex @0 @1))
1633  @1)
1635 /* Sometimes we only care about half of a complex expression.  */
1636 (simplify
1637  (realpart (convert?:s (conj:s @0)))
1638  (convert (realpart @0)))
1639 (simplify
1640  (imagpart (convert?:s (conj:s @0)))
1641  (convert (negate (imagpart @0))))
1642 (for part (realpart imagpart)
1643  (for op (plus minus)
1644   (simplify
1645    (part (convert?:s@2 (op:s @0 @1)))
1646    (convert (op (part @0) (part @1))))))
1647 (simplify
1648  (realpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
1649  (convert (COS @0)))
1650 (simplify
1651  (imagpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
1652  (convert (SIN @0)))
1654 /* conj(conj(x)) -> x  */
1655 (simplify
1656  (conj (convert? (conj @0)))
1657  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type))
1658   (convert @0)))
1660 /* conj({x,y}) -> {x,-y}  */
1661 (simplify
1662  (conj (convert?:s (complex:s @0 @1)))
1663  (with { tree itype = TREE_TYPE (type); }
1664   (complex (convert:itype @0) (negate (convert:itype @1)))))
1666 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
1667 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
1668  (simplify
1669   (bswap (bswap @0))
1670   @0)
1671  (simplify
1672   (bswap (bit_not (bswap @0)))
1673   (bit_not @0))
1674  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
1675   (simplify
1676    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
1677    (bitop @0 (bswap @1)))))
1680 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
1682 /* Simplify constant conditions.
1683    Only optimize constant conditions when the selected branch
1684    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
1685    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
1686    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
1687    this one as we depend on doing this transform before possibly
1688    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
1689    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
1690    genmatch cannot handle.  */
1691 (simplify
1692  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
1693  (if (integer_zerop (@0))
1694   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)) || VOID_TYPE_P (type))
1695    @2)
1696   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || VOID_TYPE_P (type))
1697    @1)))
1698 (simplify
1699  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
1700  (if (integer_all_onesp (@0))
1701   @1
1702   (if (integer_zerop (@0))
1703    @2)))
1705 (for cnd (cond vec_cond)
1706  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
1707  (simplify
1708   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
1709   (cnd @0 @1 @3))
1710  (simplify
1711   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
1712   (cnd @0 @1 @3))
1714  /* A ? B : B -> B.  */
1715  (simplify
1716   (cnd @0 @1 @1)
1717   @1)
1719  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
1720  (simplify
1721   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
1722   (cnd @0 @2 @1)))
1724 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C), since vector comparisons
1725    return all-1 or all-0 results.  */
1726 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
1727    but that isn't necessarily a win on its own.  */
1728 (simplify
1729  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
1730  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1731       && TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type) == TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0))
1732       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
1733           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
1734   (minus @3 (view_convert @0))))
1736 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C).  */
1737 (simplify
1738  (minus @3 (view_convert? (vec_cond @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
1739  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1740       && TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type) == TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0))
1741       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
1742           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
1743   (plus @3 (view_convert @0))))
1746 /* Simplifications of comparisons.  */
1748 /* See if we can reduce the magnitude of a constant involved in a
1749    comparison by changing the comparison code.  This is a canonicalization
1750    formerly done by maybe_canonicalize_comparison_1.  */
1751 (for cmp  (le gt)
1752      acmp (lt ge)
1753  (simplify
1754   (cmp @0 INTEGER_CST@1)
1755   (if (tree_int_cst_sgn (@1) == -1)
1756    (acmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::add (@1, 1)); }))))
1757 (for cmp  (ge lt)
1758      acmp (gt le)
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::sub (@1, 1)); }))))
1765 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
1766    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
1767    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
1768    that with expression code iteration.  */
1769 (for cmp (tcc_comparison)
1770      icmp (inverted_tcc_comparison)
1771      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
1772  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
1773     and handle some more cases by using
1774       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
1775     here but for that genmatch would need to "inline" that.
1776     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
1777  (simplify
1778   (bit_not (cmp @0 @1))
1779   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1780        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
1781    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
1782       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
1783       a computed operator in the replacement tree thus we have
1784       to play the trick below.  */
1785    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
1786              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
1787     (if (ic == icmp)
1788      (icmp @0 @1)
1789      (if (ic == ncmp)
1790       (ncmp @0 @1))))))
1791  (simplify
1792   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
1793   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
1794             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
1795    (if (ic == icmp)
1796     (icmp @0 @1)
1797     (if (ic == ncmp)
1798      (ncmp @0 @1))))))
1800 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
1801    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
1802    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
1803    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
1804    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
1805 (for cmp (eq ne)
1806  (simplify
1807   (cmp (minus@2 @0 @1) integer_zerop)
1808   (if (single_use (@2))
1809    (cmp @0 @1))))
1811 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
1812    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
1813    often enough for folding it to be of value.  One example is in
1814    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
1815 (for cmp (simple_comparison)
1816      scmp (swapped_simple_comparison)
1817  (simplify
1818   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
1819   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
1820   (if (integer_zerop (@1))
1821    (cmp @1 @2)
1822    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1823         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1824     /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
1825     (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
1826      (scmp @0 @2)
1827      (cmp @0 @2))))))
1829 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
1830    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
1831 (for cmp (eq ge le)
1832  (simplify
1833   (cmp @0 @0)
1834   (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1835        || ! HONOR_NANS (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
1836    { constant_boolean_node (true, type); }
1837    (if (cmp != EQ_EXPR)
1838     (eq @0 @0)))))
1839 (for cmp (ne gt lt)
1840  (simplify
1841   (cmp @0 @0)
1842   (if (cmp != NE_EXPR
1843        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1844        || ! HONOR_NANS (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
1845    { constant_boolean_node (false, type); })))
1846 (for cmp (unle unge uneq)
1847  (simplify
1848   (cmp @0 @0)
1849   { constant_boolean_node (true, type); }))
1850 (simplify
1851  (ltgt @0 @0)
1852  (if (!flag_trapping_math)
1853   { constant_boolean_node (false, type); }))
1855 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
1856 (for cmp (simple_comparison)
1857  (simplify
1858   (cmp (bit_not@2 @0) (bit_not@3 @1))
1859   (if (single_use (@2) && single_use (@3))
1860    (cmp @1 @0))))
1862 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
1863 (for cmp (simple_comparison)
1864      scmp (swapped_simple_comparison)
1865  (simplify
1866   (cmp (bit_not@2 @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
1867   (if (single_use (@2)
1868        && (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST))
1869    (scmp @0 (bit_not @1)))))
1871 (for cmp (simple_comparison)
1872  /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
1873  (simplify
1874   (cmp (convert@2 @0) (convert? @1))
1875   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1876        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1877            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
1878        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1879            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))))
1880    (with
1881     {
1882       tree type1 = TREE_TYPE (@1);
1883       if (TREE_CODE (@1) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
1884         {
1885           REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@1);
1886           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
1887               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
1888             type1 = float_type_node;
1889           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
1890               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
1891             type1 = double_type_node;
1892         }
1893       tree newtype
1894         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type1)
1895            ? TREE_TYPE (@0) : type1); 
1896     }
1897     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (newtype))
1898      (cmp (convert:newtype @0) (convert:newtype @1))))))
1900  (simplify
1901   (cmp @0 REAL_CST@1)
1902   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
1903   (switch
1904    /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
1905    (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
1906     (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
1907    /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
1908    (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
1909         && ! HONOR_SNANS (@1))
1910     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
1911    /* Fold comparisons against infinity.  */
1912    (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
1913         && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
1914     (with
1915      {
1916        REAL_VALUE_TYPE max;
1917        enum tree_code code = cmp;
1918        bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
1919        if (neg)
1920          code = swap_tree_comparison (code);
1921      }
1922      (switch
1923       /* x > +Inf is always false, if with ignore sNANs.  */
1924       (if (code == GT_EXPR
1925            && ! HONOR_SNANS (@0))
1926        { constant_boolean_node (false, type); })
1927       (if (code == LE_EXPR)
1928        /* x <= +Inf is always true, if we don't case about NaNs.  */
1929        (if (! HONOR_NANS (@0))
1930         { constant_boolean_node (true, type); }
1931         /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. !isnan(x).  */
1932         (eq @0 @0)))
1933       /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX.  */
1934       (if (code == EQ_EXPR || code == GE_EXPR)
1935        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
1936         (if (neg)
1937          (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
1938          (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
1939       /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
1940       (if (code == LT_EXPR)
1941        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
1942         (if (neg)
1943          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
1944          (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
1945       /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX).  */
1946       (if (code == NE_EXPR)
1947        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
1948         (if (! HONOR_NANS (@0))
1949          (if (neg)
1950           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
1951           (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
1952          (if (neg)
1953           (bit_xor (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
1954            { build_one_cst (type); })
1955           (bit_xor (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
1956            { build_one_cst (type); }))))))))))
1958  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
1959     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
1960     comparison with a revised real constant as long as no overflow
1961     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
1962  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
1963   (for op (plus minus)
1964    (simplify
1965     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
1966     (with
1967      {
1968        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
1969                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
1970      }
1971      (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
1972       (cmp @0 { tem; }))))))
1974  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
1975     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
1976     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
1977     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
1978  (if (flag_associative_math)
1979   (simplify
1980    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
1981    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
1982     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
1983      (cmp { tem; } @1)))))
1985  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
1986  (if (flag_unsafe_math_optimizations
1987       && ! flag_errno_math)
1988   (for sq (SQRT)
1989    (simplify
1990     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
1991     (switch
1992      (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
1993       (switch
1994        /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
1995        (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
1996         { constant_boolean_node (false, type); })
1997        /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
1998           don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
1999        (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
2000         { constant_boolean_node (true, type); })
2001        /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
2002        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })))
2003      (if (real_equal (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
2004       (switch
2005        /* sqrt(x) < 0 is always false.  */
2006        (if (cmp == LT_EXPR)
2007         { constant_boolean_node (false, type); })
2008        /* sqrt(x) >= 0 is always true if we don't care about NaNs.  */
2009        (if (cmp == GE_EXPR && !HONOR_NANS (@0))
2010         { constant_boolean_node (true, type); })
2011        /* sqrt(x) <= 0 -> x == 0.  */
2012        (if (cmp == LE_EXPR)
2013         (eq @0 @1))
2014        /* Otherwise sqrt(x) cmp 0 -> x cmp 0.  Here cmp can be >=, >,
2015           == or !=.  In the last case:
2017             (sqrt(x) != 0) == (NaN != 0) == true == (x != 0)
2019           if x is negative or NaN.  Due to -funsafe-math-optimizations,
2020           the results for other x follow from natural arithmetic.  */
2021        (cmp @0 @1)))
2022      (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
2023       (with
2024        {
2025          REAL_VALUE_TYPE c2;
2026          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
2027                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
2028          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
2029        }
2030        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
2031         /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
2032         (if (HONOR_INFINITIES (@0))
2033          (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
2034          { constant_boolean_node (false, type); })
2035         /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
2036         (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
2037      (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
2038       (with
2039        {
2040          REAL_VALUE_TYPE c2;
2041          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
2042                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
2043          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
2044        }
2045        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
2046         (switch
2047          /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
2048             value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
2049          (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
2050           { constant_boolean_node (true, type); })
2051          /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
2052             don't care about NaNs.  */
2053          (if (! HONOR_NANS (@0))
2054           (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
2055          /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
2056             don't care about Infinities.  */
2057          (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
2058           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
2059          /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
2060          (if (GENERIC)
2061           (truth_andif
2062            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
2063            (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
2064         /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
2065         (if (! HONOR_NANS (@0))
2066          (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
2067          /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
2068          (if (GENERIC)
2069           (truth_andif
2070            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
2071            (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))))))))))
2073 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
2074 (simplify
2075  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
2076  (if (types_match (@0, @1))
2077   (unordered @0 @1)))
2078 (simplify
2079  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
2080  (if (types_match (@0, @1))
2081   (ordered @0 @1)))
2082 (simplify
2083  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
2084  @2)
2085 (simplify
2086  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
2087  @2)
2089 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
2090 (for cmp (tcc_comparison)
2091      scmp (swapped_tcc_comparison)
2092  (simplify
2093   (cmp (negate @0) (negate @1))
2094   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2095        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2096            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
2097    (scmp @0 @1)))
2098  (simplify
2099   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@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    (with { tree tem = fold_unary (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
2104     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
2105      (scmp @0 { tem; }))))))
2107 /* Convert ABS_EXPR<x> == 0 or ABS_EXPR<x> != 0 to x == 0 or x != 0.  */
2108 (for op (eq ne)
2109  (simplify
2110   (op (abs @0) zerop@1)
2111   (op @0 @1)))
2113 /* From fold_sign_changed_comparison and fold_widened_comparison.  */
2114 (for cmp (simple_comparison)
2115  (simplify
2116   (cmp (convert@0 @00) (convert?@1 @10))
2117   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2118        /* Disable this optimization if we're casting a function pointer
2119           type on targets that require function pointer canonicalization.  */
2120        && !(targetm.have_canonicalize_funcptr_for_compare ()
2121             && TREE_CODE (TREE_TYPE (@00)) == POINTER_TYPE
2122             && TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@00))) == FUNCTION_TYPE)
2123        && single_use (@0))
2124    (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2125         && (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
2126             || (@1 != @10 && types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))))
2127         && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2128             || cmp == NE_EXPR
2129             || cmp == EQ_EXPR)
2130         && (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00)) == POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
2131     /* ???  The special-casing of INTEGER_CST conversion was in the original
2132        code and here to avoid a spurious overflow flag on the resulting
2133        constant which fold_convert produces.  */
2134     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
2135      (cmp @00 { force_fit_type (TREE_TYPE (@00), wi::to_widest (@1), 0,
2136                                 TREE_OVERFLOW (@1)); })
2137      (cmp @00 (convert @1)))
2139     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)))
2140      /* If possible, express the comparison in the shorter mode.  */
2141      (if ((cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
2142            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)))
2143           && (types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))
2144               || ((TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00))
2145                    >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@10)))
2146                   && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
2147                       == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@10))))
2148               || (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
2149                   && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
2150                   && int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))))
2151       (cmp @00 (convert @10))
2152       (if (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
2153            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
2154            && !int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))
2155        (with
2156         {
2157           tree min = lower_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
2158           tree max = upper_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
2159           bool above = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, max, @10));
2160           bool below = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, @10, min));
2161         }
2162         (if (above || below)
2163          (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
2164           { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); }
2165           (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
2166            { constant_boolean_node (above ? true : false, type); }
2167            (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
2168             { constant_boolean_node (above ? false : true, type); }))))))))))))
2170 (for cmp (eq ne)
2171  /* A local variable can never be pointed to by
2172     the default SSA name of an incoming parameter.
2173     SSA names are canonicalized to 2nd place.  */
2174  (simplify
2175   (cmp addr@0 SSA_NAME@1)
2176   (if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (@1)
2177        && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (@1)) == PARM_DECL)
2178    (with { tree base = get_base_address (TREE_OPERAND (@0, 0)); }
2179     (if (TREE_CODE (base) == VAR_DECL
2180          && auto_var_in_fn_p (base, current_function_decl))
2181      (if (cmp == NE_EXPR)
2182       { constant_boolean_node (true, type); }
2183       { constant_boolean_node (false, type); }))))))
2185 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
2186 (for cmp (eq ne)
2188  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
2189     Similarly for NE_EXPR.  */
2190  (simplify
2191   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
2192   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
2193        && wi::bit_and_not (@1, @2) != 0)
2194    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
2196  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
2197  (simplify
2198   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
2199   (cmp @0 @1))
2201  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
2202     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
2203  (simplify
2204   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
2205   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
2207  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
2208  (simplify
2209   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
2210   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
2211    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2)))))
2213  (simplify
2214   (cmp (convert? addr@0) integer_zerop)
2215   (if (tree_single_nonzero_warnv_p (@0, NULL))
2216    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
2218 /* If we have (A & C) == C where C is a power of 2, convert this into
2219    (A & C) != 0.  Similarly for NE_EXPR.  */
2220 (for cmp (eq ne)
2221      icmp (ne eq)
2222  (simplify
2223   (cmp (bit_and@2 @0 integer_pow2p@1) @1)
2224   (icmp @2 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
2226 /* If we have (A & C) != 0 where C is the sign bit of A, convert
2227    this into A < 0.  Similarly for (A & C) == 0 into A >= 0.  */
2228 (for cmp (eq ne)
2229      ncmp (ge lt)
2230  (simplify
2231   (cmp (bit_and (convert?@2 @0) integer_pow2p@1) integer_zerop)
2232   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2233        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2234            == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
2235        && element_precision (@2) >= element_precision (@0)
2236        && wi::only_sign_bit_p (@1, element_precision (@0)))
2237    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
2238     (ncmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))))
2240 /* When the addresses are not directly of decls compare base and offset.
2241    This implements some remaining parts of fold_comparison address
2242    comparisons but still no complete part of it.  Still it is good
2243    enough to make fold_stmt not regress when not dispatching to fold_binary.  */
2244 (for cmp (simple_comparison)
2245  (simplify
2246   (cmp (convert1?@2 addr@0) (convert2? addr@1))
2247   (with
2248    {
2249      HOST_WIDE_INT off0, off1;
2250      tree base0 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off0);
2251      tree base1 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@1, 0), &off1);
2252      if (base0 && TREE_CODE (base0) == MEM_REF)
2253        {
2254          off0 += mem_ref_offset (base0).to_short_addr ();
2255          base0 = TREE_OPERAND (base0, 0);
2256        }
2257      if (base1 && TREE_CODE (base1) == MEM_REF)
2258        {
2259          off1 += mem_ref_offset (base1).to_short_addr ();
2260          base1 = TREE_OPERAND (base1, 0);
2261        }
2262    }
2263    (if (base0 && base1)
2264     (with
2265      {
2266        int equal = 2;
2267        if (decl_in_symtab_p (base0)
2268            && decl_in_symtab_p (base1))
2269          equal = symtab_node::get_create (base0)
2270                    ->equal_address_to (symtab_node::get_create (base1));
2271        else if ((DECL_P (base0)
2272                  || TREE_CODE (base0) == SSA_NAME
2273                  || TREE_CODE (base0) == STRING_CST)
2274                 && (DECL_P (base1)
2275                     || TREE_CODE (base1) == SSA_NAME
2276                     || TREE_CODE (base1) == STRING_CST))
2277          equal = (base0 == base1);
2278      }
2279      (if (equal == 1
2280           && (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
2281               /* If the offsets are equal we can ignore overflow.  */
2282               || off0 == off1
2283               || POINTER_TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED
2284               /* Or if we compare using pointers to decls or strings.  */
2285               || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2286                   && (DECL_P (base0) || TREE_CODE (base0) == STRING_CST))))
2287       (switch
2288        (if (cmp == EQ_EXPR)
2289         { constant_boolean_node (off0 == off1, type); })
2290        (if (cmp == NE_EXPR)
2291         { constant_boolean_node (off0 != off1, type); })
2292        (if (cmp == LT_EXPR)
2293         { constant_boolean_node (off0 < off1, type); })
2294        (if (cmp == LE_EXPR)
2295         { constant_boolean_node (off0 <= off1, type); })
2296        (if (cmp == GE_EXPR)
2297         { constant_boolean_node (off0 >= off1, type); })
2298        (if (cmp == GT_EXPR)
2299         { constant_boolean_node (off0 > off1, type); }))
2300       (if (equal == 0
2301            && DECL_P (base0) && DECL_P (base1)
2302            /* If we compare this as integers require equal offset.  */
2303            && (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2304                || off0 == off1))
2305        (switch
2306         (if (cmp == EQ_EXPR)
2307          { constant_boolean_node (false, type); })
2308         (if (cmp == NE_EXPR)
2309          { constant_boolean_node (true, type); })))))))))
2311 /* Non-equality compare simplifications from fold_binary  */
2312 (for cmp (lt gt le ge)
2313  /* Comparisons with the highest or lowest possible integer of
2314     the specified precision will have known values.  */
2315  (simplify
2316   (cmp (convert?@2 @0) INTEGER_CST@1)
2317   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2318        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0)))
2319    (with
2320     {
2321       tree arg1_type = TREE_TYPE (@1);
2322       unsigned int prec = TYPE_PRECISION (arg1_type);
2323       wide_int max = wi::max_value (arg1_type);
2324       wide_int signed_max = wi::max_value (prec, SIGNED);
2325       wide_int min = wi::min_value (arg1_type);
2326     }
2327     (switch
2328      (if (wi::eq_p (@1, max))
2329       (switch
2330        (if (cmp == GT_EXPR)
2331         { constant_boolean_node (false, type); })
2332        (if (cmp == GE_EXPR)
2333         (eq @2 @1))
2334        (if (cmp == LE_EXPR)
2335         { constant_boolean_node (true, type); })
2336        (if (cmp == LT_EXPR)
2337         (ne @2 @1))))
2338      (if (wi::eq_p (@1, min))
2339       (switch
2340        (if (cmp == LT_EXPR)
2341         { constant_boolean_node (false, type); })
2342        (if (cmp == LE_EXPR)
2343         (eq @2 @1))
2344        (if (cmp == GE_EXPR)
2345         { constant_boolean_node (true, type); })
2346        (if (cmp == GT_EXPR)
2347         (ne @2 @1))))
2348      (if (wi::eq_p (@1, max - 1))
2349       (switch
2350        (if (cmp == GT_EXPR)
2351         (eq @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::add (@1, 1)); }))
2352        (if (cmp == LE_EXPR)
2353         (ne @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::add (@1, 1)); }))))
2354      (if (wi::eq_p (@1, min + 1))
2355       (switch
2356        (if (cmp == GE_EXPR)
2357         (ne @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::sub (@1, 1)); }))
2358        (if (cmp == LT_EXPR)
2359         (eq @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::sub (@1, 1)); }))))
2360      (if (wi::eq_p (@1, signed_max)
2361           && TYPE_UNSIGNED (arg1_type)
2362           /* We will flip the signedness of the comparison operator
2363              associated with the mode of @1, so the sign bit is
2364              specified by this mode.  Check that @1 is the signed
2365              max associated with this sign bit.  */
2366           && prec == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (arg1_type))
2367           /* signed_type does not work on pointer types.  */
2368           && INTEGRAL_TYPE_P (arg1_type))
2369       /* The following case also applies to X < signed_max+1
2370          and X >= signed_max+1 because previous transformations.  */
2371       (if (cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
2372        (with { tree st = signed_type_for (arg1_type); }
2373         (if (cmp == LE_EXPR)
2374          (ge (convert:st @0) { build_zero_cst (st); })
2375          (lt (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))))))))))
2377 (for cmp (unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
2378  /* If the second operand is NaN, the result is constant.  */
2379  (simplify
2380   (cmp @0 REAL_CST@1)
2381   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
2382        && (cmp != LTGT_EXPR || ! flag_trapping_math))
2383    { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == LTGT_EXPR
2384                             ? false : true, type); })))
2386 /* bool_var != 0 becomes bool_var.  */
2387 (simplify
2388  (ne @0 integer_zerop)
2389  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
2390       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
2391   (non_lvalue @0)))
2392 /* bool_var == 1 becomes bool_var.  */
2393 (simplify
2394  (eq @0 integer_onep)
2395  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
2396       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
2397   (non_lvalue @0)))
2398 /* Do not handle
2399    bool_var == 0 becomes !bool_var or
2400    bool_var != 1 becomes !bool_var
2401    here because that only is good in assignment context as long
2402    as we require a tcc_comparison in GIMPLE_CONDs where we'd
2403    replace if (x == 0) with tem = ~x; if (tem != 0) which is
2404    clearly less optimal and which we'll transform again in forwprop.  */
2407 /* Simplification of math builtins.  These rules must all be optimizations
2408    as well as IL simplifications.  If there is a possibility that the new
2409    form could be a pessimization, the rule should go in the canonicalization
2410    section that follows this one.
2412    Rules can generally go in this section if they satisfy one of
2413    the following:
2415    - the rule describes an identity
2417    - the rule replaces calls with something as simple as addition or
2418      multiplication
2420    - the rule contains unary calls only and simplifies the surrounding
2421      arithmetic.  (The idea here is to exclude non-unary calls in which
2422      one operand is constant and in which the call is known to be cheap
2423      when the operand has that value.)  */
2425 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
2426  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(x) -> x.  */
2427  (simplify
2428   (mult (SQRT@1 @0) @1)
2429   (if (!HONOR_SNANS (type))
2430    @0))
2432  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(y) -> sqrt(x*y).  */
2433  (for root (SQRT CBRT)
2434   (simplify
2435    (mult (root:s @0) (root:s @1))
2436     (root (mult @0 @1))))
2438  /* Simplify expN(x) * expN(y) -> expN(x+y). */
2439  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
2440   (simplify
2441    (mult (exps:s @0) (exps:s @1))
2442     (exps (plus @0 @1))))
2444  /* Simplify a/root(b/c) into a*root(c/b).  */
2445  (for root (SQRT CBRT)
2446   (simplify
2447    (rdiv @0 (root:s (rdiv:s @1 @2)))
2448     (mult @0 (root (rdiv @2 @1)))))
2450  /* Simplify x/expN(y) into x*expN(-y).  */
2451  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
2452   (simplify
2453    (rdiv @0 (exps:s @1))
2454     (mult @0 (exps (negate @1)))))
2456  (for logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
2457       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
2458   /* logN(expN(x)) -> x.  */
2459   (simplify
2460    (logs (exps @0))
2461    @0)
2462   /* expN(logN(x)) -> x.  */
2463   (simplify
2464    (exps (logs @0))
2465    @0))
2467  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
2468     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
2469     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
2470  (for logs (LOG  LOG   LOG   LOG2 LOG2  LOG2  LOG10 LOG10)
2471       exps (EXP2 EXP10 POW10 EXP  EXP10 POW10 EXP   EXP2)
2472   (simplify
2473    (logs (exps @0))
2474    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
2475     (with {
2476       tree x;
2477       switch (exps)
2478         {
2479         CASE_CFN_EXP:
2480           /* Prepare to do logN(exp(exponent)) -> exponent*logN(e).  */
2481           x = build_real_truncate (type, dconst_e ());
2482           break;
2483         CASE_CFN_EXP2:
2484           /* Prepare to do logN(exp2(exponent)) -> exponent*logN(2).  */
2485           x = build_real (type, dconst2);
2486           break;
2487         CASE_CFN_EXP10:
2488         CASE_CFN_POW10:
2489           /* Prepare to do logN(exp10(exponent)) -> exponent*logN(10).  */
2490           {
2491             REAL_VALUE_TYPE dconst10;
2492             real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
2493             x = build_real (type, dconst10);
2494           }
2495           break;
2496         default:
2497           gcc_unreachable ();
2498         }
2499       }
2500      (mult (logs { x; }) @0)))))
2502  (for logs (LOG LOG
2503             LOG2 LOG2
2504             LOG10 LOG10)
2505       exps (SQRT CBRT)
2506   (simplify
2507    (logs (exps @0))
2508    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
2509     (with {
2510       tree x;
2511       switch (exps)
2512         {
2513         CASE_CFN_SQRT:
2514           /* Prepare to do logN(sqrt(x)) -> 0.5*logN(x).  */
2515           x = build_real (type, dconsthalf);
2516           break;
2517         CASE_CFN_CBRT:
2518           /* Prepare to do logN(cbrt(x)) -> (1/3)*logN(x).  */
2519           x = build_real_truncate (type, dconst_third ());
2520           break;
2521         default:
2522           gcc_unreachable ();
2523         }
2524       }
2525      (mult { x; } (logs @0))))))
2527  /* logN(pow(x,exponent)) -> exponent*logN(x).  */
2528  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
2529       pows (POW)
2530   (simplify
2531    (logs (pows @0 @1))
2532    (mult @1 (logs @0))))
2534  (for sqrts (SQRT)
2535       cbrts (CBRT)
2536       pows (POW)
2537       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
2538   /* sqrt(expN(x)) -> expN(x*0.5).  */
2539   (simplify
2540    (sqrts (exps @0))
2541    (exps (mult @0 { build_real (type, dconsthalf); })))
2542   /* cbrt(expN(x)) -> expN(x/3).  */
2543   (simplify
2544    (cbrts (exps @0))
2545    (exps (mult @0 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
2546   /* pow(expN(x), y) -> expN(x*y).  */
2547   (simplify
2548    (pows (exps @0) @1)
2549    (exps (mult @0 @1))))
2551  /* tan(atan(x)) -> x.  */
2552  (for tans (TAN)
2553       atans (ATAN)
2554   (simplify
2555    (tans (atans @0))
2556    @0)))
2558 /* cabs(x+0i) or cabs(0+xi) -> abs(x).  */
2559 (simplify
2560  (CABS (complex:c @0 real_zerop@1))
2561  (abs @0))
2563 /* trunc(trunc(x)) -> trunc(x), etc.  */
2564 (for fns (TRUNC FLOOR CEIL ROUND NEARBYINT RINT)
2565  (simplify
2566   (fns (fns @0))
2567   (fns @0)))
2568 /* f(x) -> x if x is integer valued and f does nothing for such values.  */
2569 (for fns (TRUNC FLOOR CEIL ROUND NEARBYINT)
2570  (simplify
2571   (fns integer_valued_real_p@0)
2572   @0))
2573 /* Same for rint.  We have to check flag_errno_math because
2574    integer_valued_real_p accepts +Inf, -Inf and NaNs as integers.  */
2575 (if (!flag_errno_math)
2576  (simplify
2577   (RINT 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   (simplify
2789    (froms (convert float_value_p@0))
2790    (convert (tos @0)))))
2792 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL)
2793      tos (XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
2794  /* llfloorl(extend(x)) -> llfloor(x), etc., if x is a double.  */
2795  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
2796   (simplify
2797    (froms (convert double_value_p@0))
2798    (tos @0))))
2800 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL
2801             XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
2802      tos (XFLOORF XCEILF XROUNDF XRINTF)
2803  /* llfloorl(extend(x)) and llfloor(extend(x)) -> llfloorf(x), etc.,
2804     if x is a float.  */
2805  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
2806   (simplify
2807    (froms (convert float_value_p@0))
2808    (tos @0))))
2810 (if (canonicalize_math_p ())
2811  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x) if x is nonnegative.  */
2812  (for floors (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR)
2813   (simplify
2814    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
2815    (fix_trunc @0))))
2817 (if (canonicalize_math_p ())
2818  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
2819  (for fns (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR
2820            ICEIL LCEIL LLCEIL
2821            IROUND LROUND LLROUND)
2822   (simplify
2823    (fns integer_valued_real_p@0)
2824    (fix_trunc @0)))
2825  (if (!flag_errno_math)
2826   /* xrint(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
2827   (for rints (IRINT LRINT LLRINT)
2828    (simplify
2829     (rints integer_valued_real_p@0)
2830     (fix_trunc @0)))))
2832 (if (canonicalize_math_p ())
2833  (for ifn (IFLOOR ICEIL IROUND IRINT)
2834       lfn (LFLOOR LCEIL LROUND LRINT)
2835       llfn (LLFLOOR LLCEIL LLROUND LLRINT)
2836   /* Canonicalize iround (x) to lround (x) on ILP32 targets where
2837      sizeof (int) == sizeof (long).  */
2838   (if (TYPE_PRECISION (integer_type_node)
2839        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
2840    (simplify
2841     (ifn @0)
2842     (lfn:long_integer_type_node @0)))
2843   /* Canonicalize llround (x) to lround (x) on LP64 targets where
2844      sizeof (long long) == sizeof (long).  */
2845   (if (TYPE_PRECISION (long_long_integer_type_node)
2846        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
2847    (simplify
2848     (llfn @0)
2849     (lfn:long_integer_type_node @0)))))
2851 /* cproj(x) -> x if we're ignoring infinities.  */
2852 (simplify
2853  (CPROJ @0)
2854  (if (!HONOR_INFINITIES (type))
2855    @0))
2857 /* If the real part is inf and the imag part is known to be
2858    nonnegative, return (inf + 0i).  */
2859 (simplify
2860  (CPROJ (complex REAL_CST@0 tree_expr_nonnegative_p@1))
2861  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
2862   { build_complex_inf (type, false); }))
2864 /* If the imag part is inf, return (inf+I*copysign(0,imag)).  */
2865 (simplify
2866  (CPROJ (complex @0 REAL_CST@1))
2867  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
2868   { build_complex_inf (type, TREE_REAL_CST_PTR (@1)->sign); }))
2870 (for pows (POW)
2871      sqrts (SQRT)
2872      cbrts (CBRT)
2873  (simplify
2874   (pows @0 REAL_CST@1)
2875   (with {
2876     const REAL_VALUE_TYPE *value = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
2877     REAL_VALUE_TYPE tmp;
2878    }
2879    (switch
2880     /* pow(x,0) -> 1.  */
2881     (if (real_equal (value, &dconst0))
2882      { build_real (type, dconst1); })
2883     /* pow(x,1) -> x.  */
2884     (if (real_equal (value, &dconst1))
2885      @0)
2886     /* pow(x,-1) -> 1/x.  */
2887     (if (real_equal (value, &dconstm1))
2888      (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))
2889     /* pow(x,0.5) -> sqrt(x).  */
2890     (if (flag_unsafe_math_optimizations
2891          && canonicalize_math_p ()
2892          && real_equal (value, &dconsthalf))
2893      (sqrts @0))
2894     /* pow(x,1/3) -> cbrt(x).  */
2895     (if (flag_unsafe_math_optimizations
2896          && canonicalize_math_p ()
2897          && (tmp = real_value_truncate (TYPE_MODE (type), dconst_third ()),
2898              real_equal (value, &tmp)))
2899      (cbrts @0))))))
2901 /* powi(1,x) -> 1.  */
2902 (simplify
2903  (POWI real_onep@0 @1)
2904  @0)
2906 (simplify
2907  (POWI @0 INTEGER_CST@1)
2908  (switch
2909   /* powi(x,0) -> 1.  */
2910   (if (wi::eq_p (@1, 0))
2911    { build_real (type, dconst1); })
2912   /* powi(x,1) -> x.  */
2913   (if (wi::eq_p (@1, 1))
2914    @0)
2915   /* powi(x,-1) -> 1/x.  */
2916   (if (wi::eq_p (@1, -1))
2917    (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))))
2919 /* Narrowing of arithmetic and logical operations. 
2921    These are conceptually similar to the transformations performed for
2922    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
2923    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
2925 /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
2926    both operands are widening conversions from the same type as the outer
2927    narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a suitable
2928    unsigned type (to avoid introducing undefined behaviour), perform the
2929    operation and convert the result to the desired type.  */
2930 (for op (plus minus)
2931   (simplify
2932     (convert (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)))
2933     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2934          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
2935             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
2936          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2937          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2938          /* The precision of the type of each operand must match the
2939             precision of the mode of each operand, similarly for the
2940             result.  */
2941          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2942              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
2943          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2944              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
2945          && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
2946          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
2947          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2948          && types_match (@0, @1)
2949          && types_match (@0, type))
2950       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2951         (convert (op @0 @1))
2952         (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
2953          (convert (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))))))))
2955 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
2956    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
2957    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
2958    to unsigned types to avoid introducing undefined behaviour for the
2959    arithmetic operation.  */
2960 (for op (minus plus)
2961  (simplify
2962   (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
2963   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2964        /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
2965           so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
2966        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2967        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2968        /* The precision of the type of each operand must match the
2969           precision of the mode of each operand, similarly for the
2970           result.  */
2971        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2972            == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
2973        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2974            == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
2975        && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
2976        /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
2977        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2978        && types_match (@0, @1)
2979        && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
2980            <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
2981        && (wi::bit_and (@4, wi::mask (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)),
2982                         true, TYPE_PRECISION (type))) == 0))
2983    (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2984     (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
2985      (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4))))
2986     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
2987      (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
2988                (convert:utype @4))))))))
2990 /* Transform (@0 < @1 and @0 < @2) to use min, 
2991    (@0 > @1 and @0 > @2) to use max */
2992 (for op (lt le gt ge)
2993      ext (min min max max)
2994  (simplify
2995   (bit_and (op:s @0 @1) (op:s @0 @2))
2996   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2997    (op @0 (ext @1 @2)))))
2999 (simplify
3000  /* signbit(x) -> 0 if x is nonnegative.  */
3001  (SIGNBIT tree_expr_nonnegative_p@0)
3002  { integer_zero_node; })
3004 (simplify
3005  /* signbit(x) -> x<0 if x doesn't have signed zeros.  */
3006  (SIGNBIT @0)
3007  (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@0))
3008   (convert (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))))