/cp
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blobb991008b47f8ea77f4c1be40cd65b18343ae4fb1
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
30    real_zerop real_onep real_minus_onep
31    CONSTANT_CLASS_P
32    tree_expr_nonnegative_p)
34 /* Operator lists.  */
35 (define_operator_list tcc_comparison
36   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
37 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
38   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
39 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
40   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
41 (define_operator_list swapped_tcc_comparison
42   gt   ge   eq ne le   lt   unordered ordered   ungt unge unlt unle uneq ltgt)
43 (define_operator_list simple_comparison         lt   le   eq ne ge   gt)
44 (define_operator_list swapped_simple_comparison gt   ge   eq ne le   lt)
46 (define_operator_list LOG BUILT_IN_LOGF BUILT_IN_LOG BUILT_IN_LOGL)
47 (define_operator_list EXP BUILT_IN_EXPF BUILT_IN_EXP BUILT_IN_EXPL)
48 (define_operator_list LOG2 BUILT_IN_LOG2F BUILT_IN_LOG2 BUILT_IN_LOG2L)
49 (define_operator_list EXP2 BUILT_IN_EXP2F BUILT_IN_EXP2 BUILT_IN_EXP2L)
50 (define_operator_list LOG10 BUILT_IN_LOG10F BUILT_IN_LOG10 BUILT_IN_LOG10L)
51 (define_operator_list EXP10 BUILT_IN_EXP10F BUILT_IN_EXP10 BUILT_IN_EXP10L)
52 (define_operator_list POW BUILT_IN_POWF BUILT_IN_POW BUILT_IN_POWL)
53 (define_operator_list POW10 BUILT_IN_POW10F BUILT_IN_POW10 BUILT_IN_POW10L)
54 (define_operator_list SQRT BUILT_IN_SQRTF BUILT_IN_SQRT BUILT_IN_SQRTL)
55 (define_operator_list CBRT BUILT_IN_CBRTF BUILT_IN_CBRT BUILT_IN_CBRTL)
58 /* Simplifications of operations with one constant operand and
59    simplifications to constants or single values.  */
61 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
62   (simplify
63     (op @0 integer_zerop)
64     (non_lvalue @0)))
66 /* 0 +p index -> (type)index */
67 (simplify
68  (pointer_plus integer_zerop @1)
69  (non_lvalue (convert @1)))
71 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
72    Likewise if the operands are reversed.  */
73 (simplify
74  (plus:c @0 real_zerop@1)
75  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 0))
76   (non_lvalue @0)))
78 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
79 (simplify
80  (minus @0 real_zerop@1)
81  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 1))
82   (non_lvalue @0)))
84 /* Simplify x - x.
85    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
86    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
87    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
88    is volatile.  */
89 (simplify
90  (minus @0 @0)
91  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !HONOR_NANS (type))
92   { build_zero_cst (type); }))
94 (simplify
95  (mult @0 integer_zerop@1)
96  @1)
98 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
99    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
100    same in modes with signed zeros, since multiplying a
101    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
102 (simplify
103  (mult @0 real_zerop@1)
104  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
105   @1))
107 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
108    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
109 (simplify
110  (mult @0 real_onep)
111  (if (!HONOR_SNANS (type)
112       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
113           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
114   (non_lvalue @0)))
116 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
117 (simplify
118  (mult @0 real_minus_onep)
119   (if (!HONOR_SNANS (type)
120        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
121            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
122    (negate @0)))
124 /* Make sure to preserve divisions by zero.  This is the reason why
125    we don't simplify x / x to 1 or 0 / x to 0.  */
126 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
127   (simplify
128     (op @0 integer_onep)
129     (non_lvalue @0)))
131 /* X / -1 is -X.  */
132 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
133  (simplify
134    (div @0 integer_minus_onep@1)
135    (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
136     (negate @0))))
138 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
139    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
140 (simplify
141  (floor_div @0 @1)
142  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
143       && TYPE_UNSIGNED (type))
144   (trunc_div @0 @1)))
146 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
147    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
148 (for div (trunc_div exact_div)
149  (simplify
150   (div (div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
151   (with {
152     bool overflow_p;
153     wide_int mul = wi::mul (@1, @2, TYPE_SIGN (type), &overflow_p);
154    }
155    (if (!overflow_p)
156     (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))
157    (if (overflow_p
158         && (TYPE_UNSIGNED (type)
159             || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)))
160     { build_zero_cst (type); }))))
162 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
163    NaNs or Infinities.  */
164 (simplify
165  (rdiv @0 @0)
166  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
167       && ! HONOR_NANS (type)
168       && ! HONOR_INFINITIES (type))
169   { build_one_cst (type); }))
171 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
172    NaNs or Infinities.  */
173 (simplify
174  (rdiv:c @0 (negate @0))
175  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
176       && ! HONOR_NANS (type)
177       && ! HONOR_INFINITIES (type))
178   { build_minus_one_cst (type); }))
180 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
181 (simplify
182  (rdiv @0 real_onep)
183  (if (!HONOR_SNANS (type))
184   (non_lvalue @0)))
186 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
187 (simplify
188  (rdiv @0 real_minus_onep)
189  (if (!HONOR_SNANS (type))
190   (negate @0)))
192 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
193    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
194    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
195    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
196    tell if it is or not in a portable manner.  */
197 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
198  (simplify
199   (rdiv @0 cst@1)
200   (if (optimize)
201    (if (flag_reciprocal_math
202         && !real_zerop (@1))
203     (with
204      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
205      (if (tem)
206       (mult @0 { tem; } ))))
207    (if (cst != COMPLEX_CST)
208     (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
209      (if (inverse)
210       (mult @0 { inverse; } )))))))
212 /* Same applies to modulo operations, but fold is inconsistent here
213    and simplifies 0 % x to 0, only preserving literal 0 % 0.  */
214 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
215  /* 0 % X is always zero.  */
216  (simplify
217   (mod integer_zerop@0 @1)
218   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
219   (if (!integer_zerop (@1))
220    @0))
221  /* X % 1 is always zero.  */
222  (simplify
223   (mod @0 integer_onep)
224   { build_zero_cst (type); })
225  /* X % -1 is zero.  */
226  (simplify
227   (mod @0 integer_minus_onep@1)
228   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
229    { build_zero_cst (type); }))
230  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
231  (simplify
232   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
233   @2)
234  /* From extract_muldiv_1: (X * C1) % C2 is zero if C1 is a multiple of C2.  */
235  (simplify
236   (mod (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
237   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
238        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
239        && wi::multiple_of_p (@1, @2, TYPE_SIGN (type)))
240    { build_zero_cst (type); })))
242 /* X % -C is the same as X % C.  */
243 (simplify
244  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
245   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
246        && !TREE_OVERFLOW (@1)
247        && wi::neg_p (@1)
248        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
249        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
250        && !sign_bit_p (@1, @1))
251    (trunc_mod @0 (negate @1))))
253 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
254 (simplify
255  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
256  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
257       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
258       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
259   (trunc_mod @0 (convert @1))))
261 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
262 (simplify
263  (minus (convert1? @0) (convert2? (mult (trunc_div @0 @1) @1)))
264  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
265   (trunc_mod (convert @0) (convert @1))))
267 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
268    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
269    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
270    to A & ((C << N) - 1).  */
271 (match (power_of_two_cand @1)
272  INTEGER_CST@1)
273 (match (power_of_two_cand @1)
274  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
275 (for mod (trunc_mod floor_mod)
276  (simplify
277   (mod @0 (convert?@3 (power_of_two_cand@1 @2)))
278   (if ((TYPE_UNSIGNED (type)
279         || tree_expr_nonnegative_p (@0))
280         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@3))
281         && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
282    (bit_and @0 (convert (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))))
284 /* X % Y is smaller than Y.  */
285 (for cmp (lt ge)
286  (simplify
287   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
288   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
289    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
290 (for cmp (gt le)
291  (simplify
292   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
293   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
294    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
296 /* x | ~0 -> ~0  */
297 (simplify
298   (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
299   @1)
301 /* x & 0 -> 0  */
302 (simplify
303   (bit_and @0 integer_zerop@1)
304   @1)
306 /* ~x | x -> -1 */
307 /* ~x ^ x -> -1 */
308 /* ~x + x -> -1 */
309 (for op (bit_ior bit_xor plus)
310  (simplify
311   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
312   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
314 /* x ^ x -> 0 */
315 (simplify
316   (bit_xor @0 @0)
317   { build_zero_cst (type); })
319 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
320 (simplify
321   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
322   (bit_not @0))
324 /* x & ~0 -> x  */
325 (simplify
326  (bit_and @0 integer_all_onesp)
327   (non_lvalue @0))
329 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
330 (for bitop (bit_and bit_ior)
331  (simplify
332   (bitop @0 @0)
333   (non_lvalue @0)))
335 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
336 (simplify
337  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
338  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
340 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
341 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
342 (for bitop (bit_and bit_ior)
343  (simplify
344   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
345   (bitop @0 (bit_not @1))))
347 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
348 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
349 (for bitop (bit_and bit_ior)
350      rbitop (bit_ior bit_and)
351  (simplify
352   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
353   (bitop @1 @2)))
355 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
356 (simplify
357  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
358  (bit_xor @0 @1))
360 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
361 (simplify
362  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
363  (bit_and @0 @1))
365 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
366 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
367 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
368 (for op (plus bit_ior bit_xor)
369  (simplify
370   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
371   (bit_ior @0 @1)))
373 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
374 (simplify
375  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
376  (plus @0 @1))
378 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
379 (simplify
380  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
381  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
382       && !TYPE_SATURATING (type))
383   (bit_and @0 @1)))
385 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
386 (simplify
387  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
388  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
389       && !TYPE_SATURATING (type))
390   (bit_ior @0 @1)))
392 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
393 (simplify
394  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
395  (bit_and @0 @1))
397 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
398 (simplify
399  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
400  (bit_xor @0 @1))
402 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
403 (simplify
404  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
405  (bit_xor @0 @1))
407 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
408 (simplify
409  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
410  (bit_and @0 @1))
412 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
413    ~x | ~y -> ~(x & y) */
414 (for op (bit_and bit_ior)
415      rop (bit_ior bit_and)
416  (simplify
417   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
418   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
419        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
420    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
422 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
423    with a constant, and the two constants have no bits in common,
424    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
425    simplifications.  */
426 (for op (bit_xor plus)
427  (simplify
428   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
429       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
430   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
431        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
432        && wi::bit_and (@1, @3) == 0)
433    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
435 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
436 (simplify
437  (bit_xor:c (convert? (bit_ior:c @0 @1)) (convert? @0))
438  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
439   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
441 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
442 (simplify
443  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
444  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
445       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
446   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
448 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
449 (simplify
450  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
451  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
452   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
454 /* Fold (X & Y) ^ Y as ~X & Y.  */
455 (simplify
456  (bit_xor:c (bit_and:c @0 @1) @1)
457  (bit_and (bit_not @0) @1))
459 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
460    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
461    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
462    constants are involved.  For example, convert
463      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
464    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
465 (for op (bit_and bit_ior)
466      rop (bit_ior bit_and)
467  (simplify
468   (op (convert? (rop:c @0 @1)) (convert? (rop @0 @2)))
469   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
470    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
473 (simplify
474  (abs (abs@1 @0))
475  @1)
476 (simplify
477  (abs (negate @0))
478  (abs @0))
479 (simplify
480  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
481  @0)
483 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  This just covers
484    very few cases of "easily negatable", effectively inlining negate_expr_p.  */
485 (simplify
486  (minus @0 INTEGER_CST@1)
487  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
488        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
489       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
490           && may_negate_without_overflow_p (@1)))
491   (plus @0 (negate @1))))
492 (simplify
493  (minus @0 REAL_CST@1)
494  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
495   (plus @0 (negate @1))))
496 (simplify
497  (minus @0 VECTOR_CST@1)
498  (if (FLOAT_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
499   (plus @0 (negate @1))))
502 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
503    when profitable.
504    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
505    binary operation result instead of to the operands.  This allows
506    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
507    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
508 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
509  (simplify
510   (bitop (convert @0) (convert? @1))
511   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
512          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
513          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
514         || types_match (@0, @1))
515        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
516           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
517           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
518           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
519           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
520        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
521        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
522               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
523            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
524            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
525               mode.  */
526            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
527            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
528               of its mode.  */
529            || TYPE_PRECISION (type) != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))))
530    (convert (bitop @0 (convert @1))))))
532 (for bitop (bit_and bit_ior)
533      rbitop (bit_ior bit_and)
534   /* (x | y) & x -> x */
535   /* (x & y) | x -> x */
536  (simplify
537   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
538   @0)
539  /* (~x | y) & x -> x & y */
540  /* (~x & y) | x -> x | y */
541  (simplify
542   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
543   (bitop @0 @1)))
545 /* Simplify (A & B) OP0 (C & B) to (A OP0 C) & B. */
546 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
547  (simplify
548   (bitop (bit_and:c @0 @1) (bit_and @2 @1))
549   (bit_and (bitop @0 @2) @1)))
551 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
552 (simplify
553   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
554   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
556 /* Combine successive equal operations with constants.  */
557 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
558  (simplify
559   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
560   (bitop @0 (bitop @1 @2))))
562 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
563    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
564 (match truth_valued_p
565  @0
566  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
567 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
568  (match truth_valued_p
569   (op @0 @1)))
570 (match truth_valued_p
571   (truth_not @0))
573 (match (logical_inverted_value @0)
574  (bit_not truth_valued_p@0))
575 (match (logical_inverted_value @0)
576  (eq @0 integer_zerop))
577 (match (logical_inverted_value @0)
578  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
579 (match (logical_inverted_value @0)
580  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
582 /* X & !X -> 0.  */
583 (simplify
584  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
585  { build_zero_cst (type); })
586 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
587 (for op (bit_ior bit_xor)
588  (simplify
589   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
590   { constant_boolean_node (true, type); }))
592 /* If arg1 and arg2 are booleans (or any single bit type)
593    then try to simplify:
595    (~X & Y) -> X < Y
596    (X & ~Y) -> Y < X
597    (~X | Y) -> X <= Y
598    (X | ~Y) -> Y <= X
600    But only do this if our result feeds into a comparison as
601    this transformation is not always a win, particularly on
602    targets with and-not instructions.
603    -> simplify_bitwise_binary_boolean */
604 (simplify
605   (ne (bit_and:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
606   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
607        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
608    (lt @0 @1)))
609 (simplify
610   (ne (bit_ior:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
611   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
612        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
613    (le @0 @1)))
615 /* ~~x -> x */
616 (simplify
617   (bit_not (bit_not @0))
618   @0)
620 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
621 (simplify
622  (bit_not (convert? (negate @0)))
623  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
624   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
626 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
627 (simplify
628  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
629  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
630   (convert (negate @0))))
631 (simplify
632  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
633  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
634   (convert (negate @0))))
636 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
637 (simplify
638  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
639  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
640   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
641 (simplify
642  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
643  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
644   (convert (bit_xor @0 @1))))
646 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
647 (simplify
648  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
649  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
652 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
653 (simplify
654   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
655   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
657 /* Pattern match
658      tem1 = (long) ptr1;
659      tem2 = (long) ptr2;
660      tem3 = tem2 - tem1;
661      tem4 = (unsigned long) tem3;
662      tem5 = ptr1 + tem4;
663    and produce
664      tem5 = ptr2;  */
665 (simplify
666   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
667   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
668   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
669        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
670             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
671    @1))
673 /* Pattern match
674      tem = (sizetype) ptr;
675      tem = tem & algn;
676      tem = -tem;
677      ... = ptr p+ tem;
678    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
679      ... = ptr & ~algn;  */
680 (simplify
681   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
682   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), wi::bit_not (@1)); }
683    (bit_and @0 { algn; })))
685 /* Try folding difference of addresses.  */
686 (simplify
687  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
688  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
689   (with { HOST_WIDE_INT diff; }
690    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
691     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
692 (simplify
693  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
694  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
695   (with { HOST_WIDE_INT diff; }
696    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
697     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
699 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
700    be able to fold this expression using the object or function's
701    alignment.  */
702 (simplify
703  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
704  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
705       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
706   (with
707    {
708      unsigned int align;
709      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
710      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
711    }
712    (if (wi::ltu_p (@1, align / BITS_PER_UNIT))
713     { wide_int_to_tree (type, wi::bit_and (@1, bitpos / BITS_PER_UNIT)); }))))
716 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
717 (if (!TYPE_SATURATING (type))
719  /* Contract negates.  */
720  /* A + (-B) -> A - B */
721  (simplify
722   (plus:c (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
723   /* Apply STRIP_NOPS on @0 and the negate.  */
724   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
725        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
726        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
727    (minus (convert @0) (convert @1))))
728  /* A - (-B) -> A + B */
729  (simplify
730   (minus (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
731   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
732        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
733        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
734    (plus (convert @0) (convert @1))))
735  /* -(-A) -> A */
736  (simplify
737   (negate (convert? (negate @1)))
738   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
739        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
740    (convert @1)))
742  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
743     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
744  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
745       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
747   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
748      irrespective of overflow issues.  */
749   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
750   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
751   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
752   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
753   (simplify
754     (minus (plus:c @0 @1) @0)
755     @1)
756   (simplify
757     (minus (minus @0 @1) @0)
758     (negate @1))
759   (simplify
760     (plus:c (minus @0 @1) @1)
761     @0)
762   (simplify
763    (minus @0 (plus:c @0 @1))
764    (negate @1))
765   (simplify
766    (minus @0 (minus @0 @1))
767    @1)
769   /* (A +- CST) +- CST -> A + CST  */
770   (for outer_op (plus minus)
771    (for inner_op (plus minus)
772     (simplify
773      (outer_op (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
774      /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
775         as we would introduce undefined overflow, for example
776         with (a - 1) + INT_MIN.  */
777      (with { tree cst = fold_binary (outer_op == inner_op
778                                      ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
779       (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
780        (inner_op @0 { cst; } ))))))
782   /* (CST - A) +- CST -> CST - A  */
783   (for outer_op (plus minus)
784    (simplify
785     (outer_op (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0) CONSTANT_CLASS_P@2)
786     (with { tree cst = fold_binary (outer_op, type, @1, @2); }
787      (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
788       (minus { cst; } @0)))))
790   /* ~A + A -> -1 */
791   (simplify
792    (plus:c (bit_not @0) @0)
793    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
794     { build_all_ones_cst (type); }))
796   /* ~A + 1 -> -A */
797   (simplify
798    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
799    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
800     (negate (convert @0))))
802   /* -A - 1 -> ~A */
803   (simplify
804    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
805    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
806         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
807     (bit_not (convert @0))))
809   /* -1 - A -> ~A */
810   (simplify
811    (minus integer_all_onesp @0)
812    (bit_not @0))
814   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
815   (for add (plus pointer_plus)
816    (simplify
817     (minus (convert (add @0 @1))
818      (convert @0))
819     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
820          /* For integer types, if A has a smaller type
821             than T the result depends on the possible
822             overflow in P + A.
823             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
824             However, if an overflow in P + A would cause
825             undefined behavior, we can assume that there
826             is no overflow.  */
827          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
828              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
829          /* For pointer types, if the conversion of A to the
830             final type requires a sign- or zero-extension,
831             then we have to punt - it is not defined which
832             one is correct.  */
833          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
834              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
835              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
836      (convert @1))))))
839 /* Simplifications of MIN_EXPR and MAX_EXPR.  */
841 (for minmax (min max)
842  (simplify
843   (minmax @0 @0)
844   @0))
845 (simplify
846  (min @0 @1)
847  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
848       && TYPE_MIN_VALUE (type)
849       && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
850   @1))
851 (simplify
852  (max @0 @1)
853  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
854       && TYPE_MAX_VALUE (type)
855       && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
856   @1))
859 /* Simplifications of shift and rotates.  */
861 (for rotate (lrotate rrotate)
862  (simplify
863   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
864   @0))
866 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
867 (simplify
868  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
869  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
870       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
871   @0))
873 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
874  (simplify
875   (shiftrotate @0 integer_zerop)
876   (non_lvalue @0))
877  (simplify
878   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
879   @0)
880  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
881     if vector2 is uniform.  */
882  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
883   (simplify
884    (shiftrotate @0 vec@1)
885    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
886     (if (tem)
887      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
889 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
890    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
891 (simplify
892  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
893  (rrotate @0 { fold_binary (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
894                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
895                                            element_precision (type)), @1); }))
897 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
898 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
899  (simplify
900   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
901   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
902    (if (wi::ge_p (@1, 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
903         && wi::lt_p (@1, prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
904         && wi::ge_p (@2, 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
905         && wi::lt_p (@2, prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
906     (with { unsigned int low = wi::add (@1, @2).to_uhwi (); }
907      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
908         being well defined.  */
909      (if (low >= prec)
910       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
911        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); }))
912       (if (TYPE_UNSIGNED (type) || code == LSHIFT_EXPR)
913        { build_zero_cst (type); })
914       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); }))
915      (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); }))))))
918 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
919    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
920 (for cmp (ne eq)
921      icmp (eq ne)
922  (simplify
923   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
924   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
926 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
927    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
928    if CST2 != 0.  */
929 (for cmp (ne eq)
930  (simplify
931   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
932   (with { int cand = wi::ctz (@2) - wi::ctz (@0); }
933    (if (cand < 0
934         || (!integer_zerop (@2)
935             && wi::ne_p (wi::lshift (@0, cand), @2)))
936     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
937    (if (!integer_zerop (@2)
938         && wi::eq_p (wi::lshift (@0, cand), @2))
939     (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); })))))
941 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
942         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
943    if the new mask might be further optimized.  */
944 (for shift (lshift rshift)
945  (simplify
946   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
947            INTEGER_CST@2)
948    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
949         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
950         && tree_fits_uhwi_p (@1)
951         && tree_to_uhwi (@1) > 0
952         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
953     (with
954      {
955        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
956        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
957        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
958        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
959        unsigned int prec;
961        if (shift == LSHIFT_EXPR)
962          zerobits = ((((unsigned HOST_WIDE_INT) 1) << shiftc) - 1);
963        else if (shift == RSHIFT_EXPR
964                 && (TYPE_PRECISION (shift_type)
965                     == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (shift_type))))
966          {
967            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
968            tree arg00 = @0;
969            /* See if more bits can be proven as zero because of
970               zero extension.  */
971            if (@3 != @0
972                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
973              {
974                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
975                if ((TYPE_PRECISION (inner_type)
976                     == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (inner_type)))
977                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
978                  {
979                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
980                    /* See if we can shorten the right shift.  */
981                    if (shiftc < prec)
982                      shift_type = inner_type;
983                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
984                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
985                       is all ones.  */
986                  }
987              }
988            zerobits = ~(unsigned HOST_WIDE_INT) 0;
989            if (shiftc < prec)
990              {
991                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
992                zerobits <<= prec - shiftc;
993              }
994            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
995               can contain actually sign bits, so no transformation is
996               possible, unless MASK masks them all away.  In that
997               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
998            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
999                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
1000              {
1001                if ((mask & zerobits) == 0)
1002                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
1003                else
1004                  zerobits = 0;
1005              }
1006          }
1007      }
1008      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
1009      (if ((mask & zerobits) == mask)
1010       { build_int_cst (type, 0); })
1011      (with { newmask = mask | zerobits; }
1012       (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
1013        (with
1014         {
1015           /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
1016              mode's mask.  */
1017           for (prec = BITS_PER_UNIT;
1018                prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
1019             if (newmask == (((unsigned HOST_WIDE_INT) 1) << prec) - 1)
1020               break;
1021         }
1022         (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
1023              || newmask == ~(unsigned HOST_WIDE_INT) 0)
1024          (with
1025           { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
1026           (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
1027            (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
1028             (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; }))
1029            (if (shift_type == TREE_TYPE (@3))
1030             (bit_and @4 { newmaskt; }))))))))))))
1032 /* Fold (X & C2) << C1 into (X << C1) & (C2 << C1)
1033    (X & C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
1034 (for shift (lshift rshift)
1035  (simplify
1036   (shift (convert? (bit_and @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
1037   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1038    (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
1039     (bit_and (shift (convert @0) @1) { mask; })))))
1042 /* Simplifications of conversions.  */
1044 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
1045 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
1046  (simplify
1047   (cvt @0)
1048   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1049        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
1050    @0)))
1052 /* Contract view-conversions.  */
1053 (simplify
1054   (view_convert (view_convert @0))
1055   (view_convert @0))
1057 /* For integral conversions with the same precision or pointer
1058    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
1059 (simplify
1060   (view_convert @0)
1061   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
1062        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
1063        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
1064    (convert @0)))
1066 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size.  */
1067 (simplify
1068   (view_convert (convert@0 @1))
1069   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
1070        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
1071        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
1072        && (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))))
1073    (view_convert @1)))
1075 /* Re-association barriers around constants and other re-association
1076    barriers can be removed.  */
1077 (simplify
1078  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
1079  @0)
1080 (simplify
1081  (paren (paren@1 @0))
1082  @1)
1084 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
1085 (for ocvt (convert float fix_trunc)
1086  (for icvt (convert float)
1087   (simplify
1088    (ocvt (icvt@1 @0))
1089    (with
1090     {
1091       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
1092       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
1093       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
1094       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
1095       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
1096       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
1097       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
1098       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
1099       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
1100       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
1101       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
1102       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
1103       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
1104       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
1105       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
1106       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
1107       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
1108       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
1109       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
1110       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
1111     }
1112    /* In addition to the cases of two conversions in a row
1113       handled below, if we are converting something to its own
1114       type via an object of identical or wider precision, neither
1115       conversion is needed.  */
1116    (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
1117          || (GENERIC
1118              && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
1119         && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
1120             || (inter_float && final_float))
1121         && inter_prec >= final_prec)
1122     (ocvt @0))
1124    /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
1125       float or both integer, we don't need the middle conversion if the
1126       former is wider than the latter and doesn't change the signedness
1127       (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
1128       then we sometimes need the middle conversion.  Likewise if the
1129       final type has a precision not equal to the size of its mode.  */
1130    (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
1131         && (final_int || final_float)
1132         && inter_prec >= inside_prec
1133         && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp)
1134         && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1135               && TYPE_MODE (type) == TYPE_MODE (inter_type)))
1136     (ocvt @0))
1138    /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
1139       replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
1140       final conversion does not change precision we can drop the
1141       intermediate conversion.  */
1142    (if (inside_int && inter_int && final_int
1143         && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
1144              && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
1145             || final_prec == inter_prec))
1146     (ocvt @0))
1148    /* Two conversions in a row are not needed unless:
1149         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
1150         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
1151         - the intermediate type is narrower than both initial and
1152           final, or
1153         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
1154           and the outermost type is wider than the intermediate, or
1155         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
1156           intermediate and final types differ, or
1157         - the final type is a pointer type and the precisions of the
1158           initial and intermediate types differ.  */
1159    (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
1160         && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
1161         && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
1162         && ! (inside_int && inter_int
1163               && inter_unsignedp != inside_unsignedp
1164               && inter_prec < final_prec)
1165         && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
1166             == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
1167         && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
1168         && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec)
1169         && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1170               && TYPE_MODE (type) == TYPE_MODE (inter_type)))
1171     (ocvt @0))
1173    /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
1174       canonicalized as bitwise and of a mask.  */
1175    (if (final_int && inter_int && inside_int
1176         && final_prec == inside_prec
1177         && final_prec > inter_prec
1178         && inter_unsignedp)
1179     (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
1180                              (inside_type,
1181                               wi::mask (inter_prec, false,
1182                                         TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
1184    /* If we are converting an integer to a floating-point that can
1185       represent it exactly and back to an integer, we can skip the
1186       floating-point conversion.  */
1187    (if (GIMPLE /* PR66211 */
1188         && inside_int && inter_float && final_int &&
1189         (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
1190         >= inside_prec - !inside_unsignedp)
1191     (convert @0))))))
1193 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
1194    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
1195    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
1196 (simplify
1197   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
1198   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1199        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1200        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1201        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
1202                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
1203    (convert @0)))
1206 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
1207 (simplify
1208   (mult (convert? (exact_div @0 @1)) @1)
1209   /* Look through a sign-changing conversion.  */
1210   (convert @0))
1212 /* Canonicalization of binary operations.  */
1214 /* Convert X + -C into X - C.  */
1215 (simplify
1216  (plus @0 REAL_CST@1)
1217  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
1218   (with { tree tem = fold_unary (NEGATE_EXPR, type, @1); }
1219    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
1220     (minus @0 { tem; })))))
1222 /* Convert x+x into x*2.0.  */
1223 (simplify
1224  (plus @0 @0)
1225  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
1226   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })))
1228 (simplify
1229  (minus integer_zerop @1)
1230  (negate @1))
1232 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
1233    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
1234    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
1235 (simplify
1236  (minus real_zerop@0 @1)
1237  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
1238   (negate @1)))
1240 /* Transform x * -1 into -x.  */
1241 (simplify
1242  (mult @0 integer_minus_onep)
1243  (negate @0))
1245 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
1246 (simplify
1247  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
1248  @0)
1249 (simplify
1250  (realpart (complex @0 @1))
1251  @0)
1252 (simplify
1253  (imagpart (complex @0 @1))
1254  @1)
1257 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
1258 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
1259  (simplify
1260   (bswap (bswap @0))
1261   @0)
1262  (simplify
1263   (bswap (bit_not (bswap @0)))
1264   (bit_not @0))
1265  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
1266   (simplify
1267    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
1268    (bitop @0 (bswap @1)))))
1271 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
1273 /* Simplify constant conditions.
1274    Only optimize constant conditions when the selected branch
1275    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
1276    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
1277    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
1278    this one as we depend on doing this transform before possibly
1279    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
1280    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
1281    genmatch cannot handle.  */
1282 (simplify
1283  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
1284  (if (integer_zerop (@0)
1285       && (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1286           || VOID_TYPE_P (type)))
1287   @2)
1288  (if (!integer_zerop (@0)
1289       && (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1290           || VOID_TYPE_P (type)))
1291   @1))
1292 (simplify
1293  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
1294  (if (integer_all_onesp (@0))
1295   @1)
1296  (if (integer_zerop (@0))
1297   @2))
1299 (for cnd (cond vec_cond)
1300  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
1301  (simplify
1302   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
1303   (cnd @0 @1 @3))
1304  (simplify
1305   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
1306   (cnd @0 @1 @3))
1308  /* A ? B : B -> B.  */
1309  (simplify
1310   (cnd @0 @1 @1)
1311   @1)
1313  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
1314  (simplify
1315   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
1316   (cnd @0 @2 @1)))
1318 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C), since vector comparisons
1319    return all-1 or all-0 results.  */
1320 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
1321    but that isn't necessarily a win on its own.  */
1322 (simplify
1323  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
1324  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1325       && TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type) == TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0))
1326       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
1327           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
1328   (minus @3 (view_convert @0))))
1330 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C).  */
1331 (simplify
1332  (minus @3 (view_convert? (vec_cond @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
1333  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1334       && TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type) == TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0))
1335       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
1336           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
1337   (plus @3 (view_convert @0))))
1340 /* Simplifications of comparisons.  */
1342 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
1343    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
1344    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
1345    that with expression code iteration.  */
1346 (for cmp (tcc_comparison)
1347      icmp (inverted_tcc_comparison)
1348      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
1349  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
1350     and handle some more cases by using
1351       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
1352     here but for that genmatch would need to "inline" that.
1353     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
1354  (simplify
1355   (bit_not (cmp @0 @1))
1356   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1357        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
1358    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
1359       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
1360       a computed operator in the replacement tree thus we have
1361       to play the trick below.  */
1362    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
1363              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
1364     (if (ic == icmp)
1365      (icmp @0 @1))
1366     (if (ic == ncmp)
1367      (ncmp @0 @1)))))
1368  (simplify
1369   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
1370   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
1371             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
1372    (if (ic == icmp)
1373     (icmp @0 @1))
1374    (if (ic == ncmp)
1375     (ncmp @0 @1)))))
1377 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
1378    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
1379    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
1380    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
1381    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
1382 (for cmp (eq ne)
1383  (simplify
1384   (cmp (minus@2 @0 @1) integer_zerop)
1385   (if (single_use (@2))
1386    (cmp @0 @1))))
1388 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
1389    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
1390    often enough for folding it to be of value.  One example is in
1391    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
1392 (for cmp (simple_comparison)
1393      scmp (swapped_simple_comparison)
1394  (simplify
1395   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
1396   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
1397   (if (integer_zerop (@1))
1398    (cmp @1 @2))
1399   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1400        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1401    /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
1402    (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
1403     (scmp @0 @2))
1404    (cmp @0 @2))))
1406 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
1407    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
1408 (simplify
1409  (eq @0 @0)
1410  (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1411       || ! HONOR_NANS (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
1412   { constant_boolean_node (true, type); }))
1413 (for cmp (ge le)
1414  (simplify
1415   (cmp @0 @0)
1416   (eq @0 @0)))
1417 (for cmp (ne gt lt)
1418  (simplify
1419   (cmp @0 @0)
1420   (if (cmp != NE_EXPR
1421        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1422        || ! HONOR_NANS (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
1423    { constant_boolean_node (false, type); })))
1425 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
1426 (for cmp (simple_comparison)
1427  (simplify
1428   (cmp (bit_not @0) (bit_not @1))
1429   (cmp @1 @0)))
1431 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
1432 (for cmp (simple_comparison)
1433      scmp (swapped_simple_comparison)
1434  (simplify
1435   (cmp (bit_not @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
1436   (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST)
1437    (scmp @0 (bit_not @1)))))
1439 (for cmp (simple_comparison)
1440  /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
1441  (simplify
1442   (cmp (convert@2 @0) (convert? @1))
1443   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1444        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1445            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
1446        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1447            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))))
1448    (with
1449     {
1450       tree type1 = TREE_TYPE (@1);
1451       if (TREE_CODE (@1) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
1452         {
1453           REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@1);
1454           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
1455               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
1456             type1 = float_type_node;
1457           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
1458               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
1459             type1 = double_type_node;
1460         }
1461       tree newtype
1462         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type1)
1463            ? TREE_TYPE (@0) : type1); 
1464     }
1465     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (newtype))
1466      (cmp (convert:newtype @0) (convert:newtype @1))))))
1468  (simplify
1469   (cmp @0 REAL_CST@1)
1470   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
1471   /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
1472   (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
1473    (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
1474   /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
1475   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
1476        && ! HONOR_SNANS (@1))
1477    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
1478   /* Fold comparisons against infinity.  */
1479   (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
1480        && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
1481    (with
1482     {
1483       REAL_VALUE_TYPE max;
1484       enum tree_code code = cmp;
1485       bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
1486       if (neg)
1487         code = swap_tree_comparison (code);
1488     }
1489     /* x > +Inf is always false, if with ignore sNANs.  */
1490     (if (code == GT_EXPR
1491          && ! HONOR_SNANS (@0))
1492      { constant_boolean_node (false, type); })
1493     (if (code == LE_EXPR)
1494      /* x <= +Inf is always true, if we don't case about NaNs.  */
1495      (if (! HONOR_NANS (@0))
1496       { constant_boolean_node (true, type); })
1497      /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. isfinite(x).  */
1498      (eq @0 @0))
1499     /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX.  */
1500     (if (code == EQ_EXPR || code == GE_EXPR)
1501      (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
1502       (if (neg)
1503        (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
1504       (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })))
1505     /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
1506     (if (code == LT_EXPR)
1507      (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
1508       (if (neg)
1509        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
1510       (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })))
1511     /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX).  */
1512     (if (code == NE_EXPR)
1513      (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
1514       (if (! HONOR_NANS (@0))
1515        (if (neg)
1516         (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
1517        (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
1518       (if (neg)
1519        (bit_xor (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
1520                 { build_one_cst (type); }))
1521       (bit_xor (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
1522        { build_one_cst (type); }))))))
1524  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
1525     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
1526     comparison with a revised real constant as long as no overflow
1527     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
1528  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
1529   (for op (plus minus)
1530    (simplify
1531     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
1532     (with
1533      {
1534        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
1535                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
1536      }
1537      (if (!TREE_OVERFLOW (tem))
1538       (cmp @0 { tem; }))))))
1540  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
1541     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
1542     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
1543     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
1544  (if (flag_associative_math)
1545   (simplify
1546    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
1547    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
1548     (if (!TREE_OVERFLOW (tem))
1549      (cmp { tem; } @1)))))
1551  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
1552  (if (flag_unsafe_math_optimizations
1553       && ! flag_errno_math)
1554   (for sq (SQRT)
1555    (simplify
1556     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
1557     (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
1558      /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
1559      (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
1560       { constant_boolean_node (false, type); })
1561      /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
1562         don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
1563      (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
1564       { constant_boolean_node (true, type); })
1565      /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
1566      (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
1567     (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
1568      (with
1569       {
1570         REAL_VALUE_TYPE c2;
1571         REAL_ARITHMETIC (c2, MULT_EXPR, TREE_REAL_CST (@1), TREE_REAL_CST (@1));
1572         real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
1573       }
1574       (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
1575        /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
1576        (if (HONOR_INFINITIES (@0))
1577         (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
1578        { constant_boolean_node (false, type); })
1579       /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
1580       (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })))
1581     (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
1582      (with
1583       {
1584         REAL_VALUE_TYPE c2;
1585         REAL_ARITHMETIC (c2, MULT_EXPR, TREE_REAL_CST (@1), TREE_REAL_CST (@1));
1586         real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
1587       }
1588       (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
1589        /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
1590           value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
1591        (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
1592         { constant_boolean_node (true, type); })
1593        /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
1594           don't care about NaNs.  */
1595        (if (! HONOR_NANS (@0))
1596         (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
1597        /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
1598           don't care about Infinities.  */
1599        (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
1600         (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
1601        /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
1602        (if (GENERIC)
1603         (truth_andif
1604          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
1605          (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
1606       /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
1607       (if (! REAL_VALUE_ISINF (c2)
1608            && ! HONOR_NANS (@0))
1609        (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
1610       /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
1611       (if (! REAL_VALUE_ISINF (c2)
1612            && GENERIC)
1613        (truth_andif
1614         (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
1615         (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })))))))))
1617 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
1618 (simplify
1619  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
1620  (if (types_match (@0, @1))
1621   (unordered @0 @1)))
1622 (simplify
1623  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
1624  (if (types_match (@0, @1))
1625   (ordered @0 @1)))
1626 (simplify
1627  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
1628  @2)
1629 (simplify
1630  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
1631  @2)
1633 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
1634 (for cmp (tcc_comparison)
1635      scmp (swapped_tcc_comparison)
1636  (simplify
1637   (cmp (negate @0) (negate @1))
1638   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1639        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1640            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
1641    (scmp @0 @1)))
1642  (simplify
1643   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
1644   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1645        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1646            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
1647    (with { tree tem = fold_unary (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
1648     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
1649      (scmp @0 { tem; }))))))
1652 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
1653 (for cmp (eq ne)
1655  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
1656     Similarly for NE_EXPR.  */
1657  (simplify
1658   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
1659   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
1660        && wi::bit_and_not (@1, @2) != 0)
1661    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
1663  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
1664  (simplify
1665   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
1666   (cmp @0 @1))
1668  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
1669     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
1670  (simplify
1671   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
1672   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
1674  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
1675  (simplify
1676   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
1677   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
1678    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2))))))
1680 /* Simplification of math builtins.  */
1682 /* fold_builtin_logarithm */
1683 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
1684  /* Special case, optimize logN(expN(x)) = x.  */
1685  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
1686       exps (EXP EXP2 EXP10)
1687   (simplify
1688    (logs (exps @0))
1689     @0))
1690  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
1691     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
1692     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
1693  (for logs (LOG LOG LOG LOG
1694             LOG2 LOG2 LOG2 LOG2
1695             LOG10 LOG10 LOG10 LOG10)
1696       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
1697   (simplify
1698    (logs (exps @0))
1699    (with {
1700      tree x;
1701      switch (exps)
1702        {
1703        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP):
1704          /* Prepare to do logN(exp(exponent) -> exponent*logN(e).  */
1705          x = build_real (type, real_value_truncate (TYPE_MODE (type),
1706                                                     dconst_e ()));
1707          break;
1708        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP2):
1709          /* Prepare to do logN(exp2(exponent) -> exponent*logN(2).  */
1710          x = build_real (type, dconst2);
1711          break;
1712        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP10):
1713        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_POW10):
1714          /* Prepare to do logN(exp10(exponent) -> exponent*logN(10).  */
1715          {
1716            REAL_VALUE_TYPE dconst10;
1717            real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
1718            x = build_real (type, dconst10);
1719          }
1720          break;
1721        }
1722      }
1723     (mult (logs { x; }) @0))))
1724  (for logs (LOG LOG
1725             LOG2 LOG2
1726             LOG10 LOG10)
1727       exps (SQRT CBRT)
1728   (simplify
1729    (logs (exps @0))
1730    (with {
1731      tree x;
1732      switch (exps)
1733        {
1734        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_SQRT):
1735          /* Prepare to do logN(sqrt(x) -> 0.5*logN(x).  */
1736          x = build_real (type, dconsthalf);
1737          break;
1738        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_CBRT):
1739          /* Prepare to do logN(cbrt(x) -> (1/3)*logN(x).  */
1740          x = build_real (type, real_value_truncate (TYPE_MODE (type),
1741                                                     dconst_third ()));
1742          break;
1743        }
1744      }
1745     (mult { x; } (logs @0)))))
1746  /* logN(pow(x,exponent) -> exponent*logN(x).  */
1747  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
1748       pows (POW)
1749   (simplify
1750    (logs (pows @0 @1))
1751    (mult @1 (logs @0)))))
1753 /* Narrowing of arithmetic and logical operations. 
1755    These are conceptually similar to the transformations performed for
1756    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
1757    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
1759 /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
1760    both operands are widening conversions from the same type as the outer
1761    narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a suitable
1762    unsigned type (to avoid introducing undefined behaviour), perform the
1763    operation and convert the result to the desired type.  */
1764 (for op (plus minus)
1765   (simplify
1766     (convert (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)))
1767     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1768          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
1769             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
1770          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1771          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1772          /* The precision of the type of each operand must match the
1773             precision of the mode of each operand, similarly for the
1774             result.  */
1775          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1776              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
1777          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
1778              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
1779          && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1780          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
1781          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1782          && types_match (@0, @1)
1783          && types_match (@0, type))
1784       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1785         (convert (op @0 @1)))
1786       (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1787         (convert (op (convert:utype @0) (convert:utype @1)))))))
1789 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
1790    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
1791    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
1792    to unsigned types to avoid introducing undefined behaviour for the
1793    arithmetic operation.  */
1794 (for op (minus plus)
1795   (simplify
1796     (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
1797     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1798          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
1799             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
1800          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1801          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1802          /* The precision of the type of each operand must match the
1803             precision of the mode of each operand, similarly for the
1804             result.  */
1805          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1806              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
1807          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
1808              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
1809          && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1810          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
1811          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1812          && types_match (@0, @1)
1813          && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
1814              <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
1815          && (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
1816              || tree_int_cst_sgn (@4) >= 0))
1817       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1818         (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
1819           (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4)))))
1820       (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1821         (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
1822                           (convert:utype @4)))))))