gcc/
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blob292ce6d75c690347a08a810aa91370de881ca467
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)
45 /* Simplifications of operations with one constant operand and
46    simplifications to constants or single values.  */
48 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
49   (simplify
50     (op @0 integer_zerop)
51     (non_lvalue @0)))
53 /* 0 +p index -> (type)index */
54 (simplify
55  (pointer_plus integer_zerop @1)
56  (non_lvalue (convert @1)))
58 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
59    Likewise if the operands are reversed.  */
60 (simplify
61  (plus:c @0 real_zerop@1)
62  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 0))
63   (non_lvalue @0)))
65 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
66 (simplify
67  (minus @0 real_zerop@1)
68  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 1))
69   (non_lvalue @0)))
71 /* Simplify x - x.
72    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
73    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
74    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
75    is volatile.  */
76 (simplify
77  (minus @0 @0)
78  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !HONOR_NANS (type))
79   { build_zero_cst (type); }))
81 (simplify
82  (mult @0 integer_zerop@1)
83  @1)
85 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
86    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
87    same in modes with signed zeros, since multiplying a
88    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
89 (simplify
90  (mult @0 real_zerop@1)
91  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type)))
92   @1))
94 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
95    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
96 (simplify
97  (mult @0 real_onep)
98  (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type))
99       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type))
100           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
101   (non_lvalue @0)))
103 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
104 (simplify
105  (mult @0 real_minus_onep)
106   (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type))
107        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type))
108            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
109    (negate @0)))
111 /* Make sure to preserve divisions by zero.  This is the reason why
112    we don't simplify x / x to 1 or 0 / x to 0.  */
113 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
114   (simplify
115     (op @0 integer_onep)
116     (non_lvalue @0)))
118 /* X / -1 is -X.  */
119 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
120  (simplify
121    (div @0 integer_minus_onep@1)
122    (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
123     (negate @0))))
125 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
126    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
127 (simplify
128  (floor_div @0 @1)
129  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
130       && TYPE_UNSIGNED (type))
131   (trunc_div @0 @1)))
133 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
134    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
135 (for div (trunc_div exact_div)
136  (simplify
137   (div (div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
138   (with {
139     bool overflow_p;
140     wide_int mul = wi::mul (@1, @2, TYPE_SIGN (type), &overflow_p);
141    }
142    (if (!overflow_p)
143     (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))
144    (if (overflow_p
145         && (TYPE_UNSIGNED (type)
146             || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)))
147     { build_zero_cst (type); }))))
149 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
150    NaNs or Infinities.  */
151 (simplify
152  (rdiv @0 @0)
153  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
154       && ! HONOR_NANS (type)
155       && ! HONOR_INFINITIES (element_mode (type)))
156   { build_one_cst (type); }))
158 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
159    NaNs or Infinities.  */
160 (simplify
161  (rdiv:c @0 (negate @0))
162  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
163       && ! HONOR_NANS (type)
164       && ! HONOR_INFINITIES (element_mode (type)))
165   { build_minus_one_cst (type); }))
167 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
168 (simplify
169  (rdiv @0 real_onep)
170  (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type)))
171   (non_lvalue @0)))
173 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
174 (simplify
175  (rdiv @0 real_minus_onep)
176  (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type)))
177   (negate @0)))
179 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
180    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
181    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
182    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
183    tell if it is or not in a portable manner.  */
184 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
185  (simplify
186   (rdiv @0 cst@1)
187   (if (optimize)
188    (if (flag_reciprocal_math
189         && !real_zerop (@1))
190     (with
191      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
192      (if (tem)
193       (mult @0 { tem; } ))))
194    (if (cst != COMPLEX_CST)
195     (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
196      (if (inverse)
197       (mult @0 { inverse; } )))))))
199 /* Same applies to modulo operations, but fold is inconsistent here
200    and simplifies 0 % x to 0, only preserving literal 0 % 0.  */
201 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
202  /* 0 % X is always zero.  */
203  (simplify
204   (mod integer_zerop@0 @1)
205   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
206   (if (!integer_zerop (@1))
207    @0))
208  /* X % 1 is always zero.  */
209  (simplify
210   (mod @0 integer_onep)
211   { build_zero_cst (type); })
212  /* X % -1 is zero.  */
213  (simplify
214   (mod @0 integer_minus_onep@1)
215   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
216    { build_zero_cst (type); }))
217  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
218  (simplify
219   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
220   @2))
222 /* X % -C is the same as X % C.  */
223 (simplify
224  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
225   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
226        && !TREE_OVERFLOW (@1)
227        && wi::neg_p (@1)
228        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
229        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
230        && !sign_bit_p (@1, @1))
231    (trunc_mod @0 (negate @1))))
233 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
234 (simplify
235  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
236  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
237       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
238       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
239   (trunc_mod @0 (convert @1))))
241 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
242    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
243    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
244    to A & ((C << N) - 1).  */
245 (match (power_of_two_cand @1)
246  INTEGER_CST@1)
247 (match (power_of_two_cand @1)
248  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
249 (for mod (trunc_mod floor_mod)
250  (simplify
251   (mod @0 (convert?@3 (power_of_two_cand@1 @2)))
252   (if ((TYPE_UNSIGNED (type)
253         || tree_expr_nonnegative_p (@0))
254         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@3))
255         && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
256    (bit_and @0 (convert (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))))
258 /* X % Y is smaller than Y.  */
259 (for cmp (lt ge)
260  (simplify
261   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
262   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
263    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
264 (for cmp (gt le)
265  (simplify
266   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
267   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
268    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
270 /* x | ~0 -> ~0  */
271 (simplify
272   (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
273   @1)
275 /* x & 0 -> 0  */
276 (simplify
277   (bit_and @0 integer_zerop@1)
278   @1)
280 /* x ^ x -> 0 */
281 (simplify
282   (bit_xor @0 @0)
283   { build_zero_cst (type); })
285 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
286 (simplify
287   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
288   (bit_not @0))
290 /* x & ~0 -> x  */
291 (simplify
292  (bit_and @0 integer_all_onesp)
293   (non_lvalue @0))
295 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
296 (for bitop (bit_and bit_ior)
297  (simplify
298   (bitop @0 @0)
299   (non_lvalue @0)))
301 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
302 (simplify
303  (plus:c @0 (bit_and@2 @0 integer_onep@1))
304  (if (single_use (@2))
305   (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1))))
307 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
308 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
309 (for bitop (bit_and bit_ior)
310  (simplify
311   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:c@2 @0 @1)))
312    (if (single_use (@2))
313     (bitop @0 (bit_not @1)))))
315 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
316 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
317 (for bitop (bit_and bit_ior)
318      rbitop (bit_ior bit_and)
319  (simplify
320   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
321   (bitop @1 @2)))
323 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
324 (simplify
325  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
326  (bit_xor @0 @1))
328 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
329 (simplify
330  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
331  (bit_and @0 @1))
333 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
334 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
335 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
336 (for op (plus bit_ior bit_xor)
337  (simplify
338   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
339   (bit_ior @0 @1)))
341 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
342 (simplify
343  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
344  (plus @0 @1))
346 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
347 (simplify
348  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
349  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
350       && !TYPE_SATURATING (type))
351   (bit_and @0 @1)))
353 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
354 (simplify
355  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
356  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
357       && !TYPE_SATURATING (type))
358   (bit_ior @0 @1)))
360 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
361 (simplify
362  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
363  (bit_and @0 @1))
365 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
366 (simplify
367  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
368  (bit_xor @0 @1))
370 (simplify
371  (abs (negate @0))
372  (abs @0))
373 (simplify
374  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
375  @0)
378 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
379    when profitable.
380    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
381    binary operation result instead of to the operands.  This allows
382    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
383    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
384 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
385  (simplify
386   (bitop (convert @0) (convert? @1))
387   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
388          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
389          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
390         || types_match (@0, @1))
391        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
392           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
393           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
394           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
395           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
396        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
397        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
398               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
399            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
400            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
401               mode.  */
402            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
403            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
404               of its mode.  */
405            || TYPE_PRECISION (type) != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))))
406    (convert (bitop @0 (convert @1))))))
408 /* Simplify (A & B) OP0 (C & B) to (A OP0 C) & B. */
409 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
410  (simplify
411   (bitop (bit_and:c @0 @1) (bit_and @2 @1))
412   (bit_and (bitop @0 @2) @1)))
414 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
415 (simplify
416   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
417   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
419 /* Combine successive equal operations with constants.  */
420 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
421  (simplify
422   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
423   (bitop @0 (bitop @1 @2))))
425 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
426    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
427 (match truth_valued_p
428  @0
429  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
430 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
431  (match truth_valued_p
432   (op @0 @1)))
433 (match truth_valued_p
434   (truth_not @0))
436 (match (logical_inverted_value @0)
437  (bit_not truth_valued_p@0))
438 (match (logical_inverted_value @0)
439  (eq @0 integer_zerop))
440 (match (logical_inverted_value @0)
441  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
442 (match (logical_inverted_value @0)
443  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
445 /* X & !X -> 0.  */
446 (simplify
447  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
448  { build_zero_cst (type); })
449 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
450 (for op (bit_ior bit_xor)
451  (simplify
452   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
453   { constant_boolean_node (true, type); }))
455 (for bitop (bit_and bit_ior)
456      rbitop (bit_ior bit_and)
457   /* (x | y) & x -> x */
458   /* (x & y) | x -> x */
459  (simplify
460   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
461   @0)
462  /* (~x | y) & x -> x & y */
463  /* (~x & y) | x -> x | y */
464  (simplify
465   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
466   (bitop @0 @1)))
468 /* If arg1 and arg2 are booleans (or any single bit type)
469    then try to simplify:
471    (~X & Y) -> X < Y
472    (X & ~Y) -> Y < X
473    (~X | Y) -> X <= Y
474    (X | ~Y) -> Y <= X
476    But only do this if our result feeds into a comparison as
477    this transformation is not always a win, particularly on
478    targets with and-not instructions.
479    -> simplify_bitwise_binary_boolean */
480 (simplify
481   (ne (bit_and:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
482   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
483        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
484    (lt @0 @1)))
485 (simplify
486   (ne (bit_ior:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
487   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
488        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
489    (le @0 @1)))
491 /* ~~x -> x */
492 (simplify
493   (bit_not (bit_not @0))
494   @0)
496 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
497 (simplify
498   (bit_ior:c (bit_and:c@3 @0 (bit_not @2)) (bit_and:c@4 @1 @2))
499   (if (single_use (@3) && single_use (@4))
500    (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0)))
503 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
504 (simplify
505   (pointer_plus (pointer_plus@2 @0 @1) @3)
506   (if (single_use (@2))
507    (pointer_plus @0 (plus @1 @3))))
509 /* Pattern match
510      tem1 = (long) ptr1;
511      tem2 = (long) ptr2;
512      tem3 = tem2 - tem1;
513      tem4 = (unsigned long) tem3;
514      tem5 = ptr1 + tem4;
515    and produce
516      tem5 = ptr2;  */
517 (simplify
518   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
519   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
520   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
521        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
522             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
523    @1))
525 /* Pattern match
526      tem = (sizetype) ptr;
527      tem = tem & algn;
528      tem = -tem;
529      ... = ptr p+ tem;
530    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
531      ... = ptr & ~algn;  */
532 (simplify
533   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
534   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), wi::bit_not (@1)); }
535    (bit_and @0 { algn; })))
538 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
539 (if (!TYPE_SATURATING (type))
541  /* Contract negates.  */
542  /* A + (-B) -> A - B */
543  (simplify
544   (plus:c (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
545   /* Apply STRIP_NOPS on @0 and the negate.  */
546   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
547        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
548        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
549    (minus (convert @0) (convert @1))))
550  /* A - (-B) -> A + B */
551  (simplify
552   (minus (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
553   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
554        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
555        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
556    (plus (convert @0) (convert @1))))
557  /* -(-A) -> A */
558  (simplify
559   (negate (convert? (negate @1)))
560   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
561        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
562    (convert @1)))
564  /* We can't reassociate floating-point or fixed-point plus or minus
565     because of saturation to +-Inf.  */
566  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
568   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
569      irrespective of overflow issues.  */
570   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
571   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
572   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
573   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
574   (simplify
575     (minus (plus:c @0 @1) @0)
576     @1)
577   (simplify
578     (minus (minus @0 @1) @0)
579     (negate @1))
580   (simplify
581     (plus:c (minus @0 @1) @1)
582     @0)
583   (simplify
584    (minus @0 (plus:c @0 @1))
585    (negate @1))
586   (simplify
587    (minus @0 (minus @0 @1))
588    @1)
590   /* (A +- CST) +- CST -> A + CST  */
591   (for outer_op (plus minus)
592    (for inner_op (plus minus)
593     (simplify
594      (outer_op (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
595      /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
596         as we would introduce undefined overflow, for example
597         with (a - 1) + INT_MIN.  */
598      (with { tree cst = fold_binary (outer_op == inner_op
599                                      ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
600       (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
601        (inner_op @0 { cst; } ))))))
603   /* (CST - A) +- CST -> CST - A  */
604   (for outer_op (plus minus)
605    (simplify
606     (outer_op (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0) CONSTANT_CLASS_P@2)
607     (with { tree cst = fold_binary (outer_op, type, @1, @2); }
608      (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
609       (minus { cst; } @0)))))
611   /* ~A + A -> -1 */
612   (simplify
613    (plus:c (bit_not @0) @0)
614    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
615     { build_all_ones_cst (type); }))
617   /* ~A + 1 -> -A */
618   (simplify
619    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
620    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
621     (negate (convert @0))))
623   /* -A - 1 -> ~A */
624   (simplify
625    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
626    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
627         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
628     (bit_not (convert @0))))
630   /* -1 - A -> ~A */
631   (simplify
632    (minus integer_all_onesp @0)
633    (bit_not @0))
635   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
636   (for add (plus pointer_plus)
637    (simplify
638     (minus (convert (add @0 @1))
639      (convert @0))
640     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
641          /* For integer types, if A has a smaller type
642             than T the result depends on the possible
643             overflow in P + A.
644             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
645             However, if an overflow in P + A would cause
646             undefined behavior, we can assume that there
647             is no overflow.  */
648          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
649              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
650          /* For pointer types, if the conversion of A to the
651             final type requires a sign- or zero-extension,
652             then we have to punt - it is not defined which
653             one is correct.  */
654          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
655              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
656              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
657      (convert @1))))))
660 /* Simplifications of MIN_EXPR and MAX_EXPR.  */
662 (for minmax (min max)
663  (simplify
664   (minmax @0 @0)
665   @0))
666 (simplify
667  (min @0 @1)
668  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
669       && TYPE_MIN_VALUE (type)
670       && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
671   @1))
672 (simplify
673  (max @0 @1)
674  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
675       && TYPE_MAX_VALUE (type)
676       && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
677   @1))
680 /* Simplifications of shift and rotates.  */
682 (for rotate (lrotate rrotate)
683  (simplify
684   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
685   @0))
687 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
688 (simplify
689  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
690  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
691       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
692   @0))
694 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
695  (simplify
696   (shiftrotate @0 integer_zerop)
697   (non_lvalue @0))
698  (simplify
699   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
700   @0)
701  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
702     if vector2 is uniform.  */
703  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
704   (simplify
705    (shiftrotate @0 vec@1)
706    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
707     (if (tem)
708      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
710 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
711    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
712 (simplify
713  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
714  (rrotate @0 { fold_binary (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
715                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
716                                            element_precision (type)), @1); }))
718 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
719    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
720 (for cmp (ne eq)
721      icmp (eq ne)
722  (simplify
723   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
724   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
726 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
727    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
728    if CST2 != 0.  */
729 (for cmp (ne eq)
730  (simplify
731   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
732   (with { int cand = wi::ctz (@2) - wi::ctz (@0); }
733    (if (cand < 0
734         || (!integer_zerop (@2)
735             && wi::ne_p (wi::lshift (@0, cand), @2)))
736     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
737    (if (!integer_zerop (@2)
738         && wi::eq_p (wi::lshift (@0, cand), @2))
739     (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); })))))
741 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
742         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
743    if the new mask might be further optimized.  */
744 (for shift (lshift rshift)
745  (simplify
746   (bit_and (convert?@4 (shift@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
747    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
748         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
749         && tree_fits_uhwi_p (@1)
750         && tree_to_uhwi (@1) > 0
751         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
752     (with
753      {
754        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
755        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
756        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
757        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
758        unsigned int prec;
760        if (shift == LSHIFT_EXPR)
761          zerobits = ((((unsigned HOST_WIDE_INT) 1) << shiftc) - 1);
762        else if (shift == RSHIFT_EXPR
763                 && (TYPE_PRECISION (shift_type)
764                     == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (shift_type))))
765          {
766            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
767            tree arg00 = @0;
768            /* See if more bits can be proven as zero because of
769               zero extension.  */
770            if (@3 != @0
771                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
772              {
773                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
774                if ((TYPE_PRECISION (inner_type)
775                     == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (inner_type)))
776                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
777                  {
778                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
779                    /* See if we can shorten the right shift.  */
780                    if (shiftc < prec)
781                      shift_type = inner_type;
782                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
783                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
784                       is all ones.  */
785                  }
786              }
787            zerobits = ~(unsigned HOST_WIDE_INT) 0;
788            if (shiftc < prec)
789              {
790                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
791                zerobits <<= prec - shiftc;
792              }
793            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
794               can contain actually sign bits, so no transformation is
795               possible, unless MASK masks them all away.  In that
796               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
797            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
798                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
799              {
800                if ((mask & zerobits) == 0)
801                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
802                else
803                  zerobits = 0;
804              }
805          }
806      }
807      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
808      (if ((mask & zerobits) == mask)
809       { build_int_cst (type, 0); })
810      (with { newmask = mask | zerobits; }
811       (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
812        (with
813         {
814           /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
815              mode's mask.  */
816           for (prec = BITS_PER_UNIT;
817                prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
818             if (newmask == (((unsigned HOST_WIDE_INT) 1) << prec) - 1)
819               break;
820         }
821         (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
822              || newmask == ~(unsigned HOST_WIDE_INT) 0)
823          (with
824           { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
825           (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
826            (if (shift_type != TREE_TYPE (@3)
827                 && single_use (@4) && single_use (@5))
828             (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; }))
829            (if (shift_type == TREE_TYPE (@3))
830             (bit_and @4 { newmaskt; }))))))))))))
832 /* Simplifications of conversions.  */
834 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
835 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
836  (simplify
837   (cvt @0)
838   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
839        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
840    @0)))
842 /* Contract view-conversions.  */
843 (simplify
844   (view_convert (view_convert @0))
845   (view_convert @0))
847 /* For integral conversions with the same precision or pointer
848    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
849 (simplify
850   (view_convert @0)
851   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
852        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
853        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
854    (convert @0)))
856 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size.  */
857 (simplify
858   (view_convert (convert@0 @1))
859   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
860        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
861        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
862        && (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))))
863    (view_convert @1)))
865 /* Re-association barriers around constants and other re-association
866    barriers can be removed.  */
867 (simplify
868  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
869  @0)
870 (simplify
871  (paren (paren@1 @0))
872  @1)
874 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
875 (for ocvt (convert float fix_trunc)
876  (for icvt (convert float)
877   (simplify
878    (ocvt (icvt@1 @0))
879    (with
880     {
881       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
882       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
883       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
884       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
885       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
886       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
887       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
888       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
889       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
890       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
891       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
892       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
893       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
894       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
895       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
896       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
897       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
898       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
899       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
900       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
901     }
902    /* In addition to the cases of two conversions in a row
903       handled below, if we are converting something to its own
904       type via an object of identical or wider precision, neither
905       conversion is needed.  */
906    (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
907          || (GENERIC
908              && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
909         && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
910             || (inter_float && final_float))
911         && inter_prec >= final_prec)
912     (ocvt @0))
914    /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
915       float or both integer, we don't need the middle conversion if the
916       former is wider than the latter and doesn't change the signedness
917       (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
918       then we sometimes need the middle conversion.  Likewise if the
919       final type has a precision not equal to the size of its mode.  */
920    (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
921         && (final_int || final_float)
922         && inter_prec >= inside_prec
923         && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp)
924         && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
925               && TYPE_MODE (type) == TYPE_MODE (inter_type)))
926     (ocvt @0))
928    /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
929       replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
930       final conversion does not change precision we can drop the
931       intermediate conversion.  */
932    (if (inside_int && inter_int && final_int
933         && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
934              && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
935             || final_prec == inter_prec))
936     (ocvt @0))
938    /* Two conversions in a row are not needed unless:
939         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
940         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
941         - the intermediate type is narrower than both initial and
942           final, or
943         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
944           and the outermost type is wider than the intermediate, or
945         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
946           intermediate and final types differ, or
947         - the final type is a pointer type and the precisions of the
948           initial and intermediate types differ.  */
949    (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
950         && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
951         && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
952         && ! (inside_int && inter_int
953               && inter_unsignedp != inside_unsignedp
954               && inter_prec < final_prec)
955         && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
956             == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
957         && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
958         && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec)
959         && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
960               && TYPE_MODE (type) == TYPE_MODE (inter_type)))
961     (ocvt @0))
963    /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
964       canonicalized as bitwise and of a mask.  */
965    (if (final_int && inter_int && inside_int
966         && final_prec == inside_prec
967         && final_prec > inter_prec
968         && inter_unsignedp)
969     (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
970                              (inside_type,
971                               wi::mask (inter_prec, false,
972                                         TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
974    /* If we are converting an integer to a floating-point that can
975       represent it exactly and back to an integer, we can skip the
976       floating-point conversion.  */
977    (if (GIMPLE /* PR66211 */
978         && inside_int && inter_float && final_int &&
979         (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
980         >= inside_prec - !inside_unsignedp)
981     (convert @0))))))
983 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
984    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
985    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
986 (simplify
987   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
988   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
989        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
990        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
991        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
992                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
993    (convert @0)))
996 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
997 (simplify
998   (mult (convert? (exact_div @0 @1)) @1)
999   /* Look through a sign-changing conversion.  */
1000   (convert @0))
1002 /* Canonicalization of binary operations.  */
1004 /* Convert X + -C into X - C.  */
1005 (simplify
1006  (plus @0 REAL_CST@1)
1007  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
1008   (with { tree tem = fold_unary (NEGATE_EXPR, type, @1); }
1009    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
1010     (minus @0 { tem; })))))
1012 /* Convert x+x into x*2.0.  */
1013 (simplify
1014  (plus @0 @0)
1015  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
1016   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })))
1018 (simplify
1019  (minus integer_zerop @1)
1020  (negate @1))
1022 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
1023    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
1024    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
1025 (simplify
1026  (minus real_zerop@0 @1)
1027  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
1028   (negate @1)))
1030 /* Transform x * -1 into -x.  */
1031 (simplify
1032  (mult @0 integer_minus_onep)
1033  (negate @0))
1035 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
1036 (simplify
1037  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
1038  @0)
1039 (simplify
1040  (realpart (complex @0 @1))
1041  @0)
1042 (simplify
1043  (imagpart (complex @0 @1))
1044  @1)
1047 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
1048 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
1049  (simplify
1050   (bswap (bswap @0))
1051   @0)
1052  (simplify
1053   (bswap (bit_not (bswap @0)))
1054   (bit_not @0))
1055  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
1056   (simplify
1057    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
1058    (bitop @0 (bswap @1)))))
1061 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
1063 /* Simplify constant conditions.
1064    Only optimize constant conditions when the selected branch
1065    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
1066    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
1067    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
1068    this one as we depend on doing this transform before possibly
1069    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
1070    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
1071    genmatch cannot handle.  */
1072 (simplify
1073  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
1074  (if (integer_zerop (@0)
1075       && (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1076           || VOID_TYPE_P (type)))
1077   @2)
1078  (if (!integer_zerop (@0)
1079       && (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1080           || VOID_TYPE_P (type)))
1081   @1))
1082 (simplify
1083  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
1084  (if (integer_all_onesp (@0))
1085   @1)
1086  (if (integer_zerop (@0))
1087   @2))
1089 (for cnd (cond vec_cond)
1090  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
1091  (simplify
1092   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
1093   (cnd @0 @1 @3))
1094  (simplify
1095   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
1096   (cnd @0 @1 @3))
1098  /* A ? B : B -> B.  */
1099  (simplify
1100   (cnd @0 @1 @1)
1101   @1)
1103  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
1104  (simplify
1105   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
1106   (cnd @0 @2 @1)))
1108 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C), since vector comparisons
1109    return all-1 or all-0 results.  */
1110 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
1111    but that isn't necessarily a win on its own.  */
1112 (simplify
1113  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
1114  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1115       && TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type) == TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0))
1116       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
1117           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
1118   (minus @3 (view_convert @0))))
1120 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C).  */
1121 (simplify
1122  (minus @3 (view_convert? (vec_cond @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
1123  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1124       && TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type) == TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0))
1125       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
1126           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
1127   (plus @3 (view_convert @0))))
1129 /* Simplifications of comparisons.  */
1131 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
1132    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
1133    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
1134    that with expression code iteration.  */
1135 (for cmp (tcc_comparison)
1136      icmp (inverted_tcc_comparison)
1137      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
1138  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
1139     and handle some more cases by using
1140       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
1141     here but for that genmatch would need to "inline" that.
1142     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
1143  (simplify
1144   (bit_not (cmp @0 @1))
1145   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1146        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
1147    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
1148       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
1149       a computed operator in the replacement tree thus we have
1150       to play the trick below.  */
1151    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
1152              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
1153     (if (ic == icmp)
1154      (icmp @0 @1))
1155     (if (ic == ncmp)
1156      (ncmp @0 @1)))))
1157  (simplify
1158   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
1159   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
1160             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
1161    (if (ic == icmp)
1162     (icmp @0 @1))
1163    (if (ic == ncmp)
1164     (ncmp @0 @1)))))
1166 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
1167 (simplify
1168  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
1169  (if (types_match (@0, @1))
1170   (unordered @0 @1)))
1171 (simplify
1172  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
1173  (if (types_match (@0, @1))
1174   (ordered @0 @1)))
1175 (simplify
1176  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
1177  @2)
1178 (simplify
1179  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
1180  @2)
1182 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
1183 (for cmp (tcc_comparison)
1184      scmp (swapped_tcc_comparison)
1185  (simplify
1186   (cmp (negate @0) (negate @1))
1187   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1188        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1189            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
1190    (scmp @0 @1)))
1191  (simplify
1192   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
1193   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1194        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1195            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
1196    (with { tree tem = fold_unary (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
1197     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
1198      (scmp @0 { tem; }))))))
1200 /* Simplification of math builtins.  */
1202 (define_operator_list LOG BUILT_IN_LOGF BUILT_IN_LOG BUILT_IN_LOGL)
1203 (define_operator_list EXP BUILT_IN_EXPF BUILT_IN_EXP BUILT_IN_EXPL)
1204 (define_operator_list LOG2 BUILT_IN_LOG2F BUILT_IN_LOG2 BUILT_IN_LOG2L)
1205 (define_operator_list EXP2 BUILT_IN_EXP2F BUILT_IN_EXP2 BUILT_IN_EXP2L)
1206 (define_operator_list LOG10 BUILT_IN_LOG10F BUILT_IN_LOG10 BUILT_IN_LOG10L)
1207 (define_operator_list EXP10 BUILT_IN_EXP10F BUILT_IN_EXP10 BUILT_IN_EXP10L)
1208 (define_operator_list POW BUILT_IN_POWF BUILT_IN_POW BUILT_IN_POWL)
1209 (define_operator_list POW10 BUILT_IN_POW10F BUILT_IN_POW10 BUILT_IN_POW10L)
1210 (define_operator_list SQRT BUILT_IN_SQRTF BUILT_IN_SQRT BUILT_IN_SQRTL)
1211 (define_operator_list CBRT BUILT_IN_CBRTF BUILT_IN_CBRT BUILT_IN_CBRTL)
1214 /* fold_builtin_logarithm */
1215 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
1216  /* Special case, optimize logN(expN(x)) = x.  */
1217  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
1218       exps (EXP EXP2 EXP10)
1219   (simplify
1220    (logs (exps @0))
1221     @0))
1222  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
1223     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
1224     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
1225  (for logs (LOG LOG LOG LOG
1226             LOG2 LOG2 LOG2 LOG2
1227             LOG10 LOG10 LOG10 LOG10)
1228       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
1229   (simplify
1230    (logs (exps @0))
1231    (with {
1232      tree x;
1233      switch (exps)
1234        {
1235        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP):
1236          /* Prepare to do logN(exp(exponent) -> exponent*logN(e).  */
1237          x = build_real (type, real_value_truncate (TYPE_MODE (type),
1238                                                     dconst_e ()));
1239          break;
1240        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP2):
1241          /* Prepare to do logN(exp2(exponent) -> exponent*logN(2).  */
1242          x = build_real (type, dconst2);
1243          break;
1244        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP10):
1245        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_POW10):
1246          /* Prepare to do logN(exp10(exponent) -> exponent*logN(10).  */
1247          {
1248            REAL_VALUE_TYPE dconst10;
1249            real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
1250            x = build_real (type, dconst10);
1251          }
1252          break;
1253        }
1254      }
1255     (mult (logs { x; }) @0))))
1256  (for logs (LOG LOG
1257             LOG2 LOG2
1258             LOG10 LOG10)
1259       exps (SQRT CBRT)
1260   (simplify
1261    (logs (exps @0))
1262    (with {
1263      tree x;
1264      switch (exps)
1265        {
1266        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_SQRT):
1267          /* Prepare to do logN(sqrt(x) -> 0.5*logN(x).  */
1268          x = build_real (type, dconsthalf);
1269          break;
1270        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_CBRT):
1271          /* Prepare to do logN(cbrt(x) -> (1/3)*logN(x).  */
1272          x = build_real (type, real_value_truncate (TYPE_MODE (type),
1273                                                     dconst_third ()));
1274          break;
1275        }
1276      }
1277     (mult { x; } (logs @0)))))
1278  /* logN(pow(x,exponent) -> exponent*logN(x).  */
1279  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
1280       pows (POW)
1281   (simplify
1282    (logs (pows @0 @1))
1283    (mult @1 (logs @0)))))
1285 /* Narrowing of arithmetic and logical operations. 
1287    These are conceptually similar to the transformations performed for
1288    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
1289    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
1291 /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
1292    both operands are widening conversions from the same type as the outer
1293    narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a suitable
1294    unsigned type (to avoid introducing undefined behaviour), perform the
1295    operation and convert the result to the desired type.  */
1296 (for op (plus minus)
1297   (simplify
1298     (convert (op@4 (convert@2 @0) (convert@3 @1)))
1299     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1300          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
1301             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
1302          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1303          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1304          /* The precision of the type of each operand must match the
1305             precision of the mode of each operand, similarly for the
1306             result.  */
1307          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1308              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
1309          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
1310              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
1311          && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1312          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
1313          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1314          && types_match (@0, @1)
1315          && types_match (@0, type)
1316          && single_use (@4))
1317       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1318         (convert (op @0 @1)))
1319       (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1320         (convert (op (convert:utype @0) (convert:utype @1)))))))
1322 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
1323    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
1324    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
1325    to unsigned types to avoid introducing undefined behaviour for the
1326    arithmetic operation.  */
1327 (for op (minus plus)
1328   (simplify
1329     (bit_and (op@5 (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
1330     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1331          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
1332             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
1333          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1334          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1335          /* The precision of the type of each operand must match the
1336             precision of the mode of each operand, similarly for the
1337             result.  */
1338          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1339              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
1340          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
1341              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
1342          && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1343          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
1344          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1345          && types_match (@0, @1)
1346          && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
1347              <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
1348          && (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
1349              || tree_int_cst_sgn (@4) >= 0)
1350          && single_use (@5))
1351       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1352         (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
1353           (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4)))))
1354       (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1355         (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
1356                           (convert:utype @4)))))))