2015-03-04 Robert Dewar <dewar@adacore.com>
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blobd438179be4f5cf3dc5f155f9234562022fa90365
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)
43 /* Simplifications of operations with one constant operand and
44    simplifications to constants or single values.  */
46 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
47   (simplify
48     (op @0 integer_zerop)
49     (non_lvalue @0)))
51 /* 0 +p index -> (type)index */
52 (simplify
53  (pointer_plus integer_zerop @1)
54  (non_lvalue (convert @1)))
56 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
57    Likewise if the operands are reversed.  */
58 (simplify
59  (plus:c @0 real_zerop@1)
60  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 0))
61   (non_lvalue @0)))
63 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
64 (simplify
65  (minus @0 real_zerop@1)
66  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 1))
67   (non_lvalue @0)))
69 /* Simplify x - x.
70    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
71    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
72    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
73    is volatile.  */
74 (simplify
75  (minus @0 @0)
76  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !HONOR_NANS (type))
77   { build_zero_cst (type); }))
79 (simplify
80  (mult @0 integer_zerop@1)
81  @1)
83 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
84    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
85    same in modes with signed zeros, since multiplying a
86    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
87 (simplify
88  (mult @0 real_zerop@1)
89  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type)))
90   @1))
92 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
93    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
94 (simplify
95  (mult @0 real_onep)
96  (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type))
97       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type))
98           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
99   (non_lvalue @0)))
101 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
102 (simplify
103  (mult @0 real_minus_onep)
104   (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type))
105        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type))
106            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
107    (negate @0)))
109 /* Make sure to preserve divisions by zero.  This is the reason why
110    we don't simplify x / x to 1 or 0 / x to 0.  */
111 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
112   (simplify
113     (op @0 integer_onep)
114     (non_lvalue @0)))
116 /* X / -1 is -X.  */
117 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
118  (simplify
119    (div @0 integer_minus_onep@1)
120    (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
121     (negate @0))))
123 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
124    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
125 (simplify
126  (floor_div @0 @1)
127  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
128       && TYPE_UNSIGNED (type))
129   (trunc_div @0 @1)))
131 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
132    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
133 (for div (trunc_div exact_div)
134  (simplify
135   (div (div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
136   (with {
137     bool overflow_p;
138     wide_int mul = wi::mul (@1, @2, TYPE_SIGN (type), &overflow_p);
139    }
140    (if (!overflow_p)
141     (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))
142    (if (overflow_p
143         && (TYPE_UNSIGNED (type)
144             || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)))
145     { build_zero_cst (type); }))))
147 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
148    NaNs or Infinities.  */
149 (simplify
150  (rdiv @0 @0)
151  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
152       && ! HONOR_NANS (type)
153       && ! HONOR_INFINITIES (element_mode (type)))
154   { build_one_cst (type); }))
156 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
157    NaNs or Infinities.  */
158 (simplify
159  (rdiv:c @0 (negate @0))
160  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
161       && ! HONOR_NANS (type)
162       && ! HONOR_INFINITIES (element_mode (type)))
163   { build_minus_one_cst (type); }))
165 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
166 (simplify
167  (rdiv @0 real_onep)
168  (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type)))
169   (non_lvalue @0)))
171 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
172 (simplify
173  (rdiv @0 real_minus_onep)
174  (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type)))
175   (negate @0)))
177 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
178    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
179    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
180    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
181    tell if it is or not in a portable manner.  */
182 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
183  (simplify
184   (rdiv @0 cst@1)
185   (if (optimize)
186    (if (flag_reciprocal_math
187         && !real_zerop (@1))
188     (with
189      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
190      (if (tem)
191       (mult @0 { tem; } ))))
192    (if (cst != COMPLEX_CST)
193     (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
194      (if (inverse)
195       (mult @0 { inverse; } )))))))
197 /* Same applies to modulo operations, but fold is inconsistent here
198    and simplifies 0 % x to 0, only preserving literal 0 % 0.  */
199 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
200  /* 0 % X is always zero.  */
201  (simplify
202   (mod integer_zerop@0 @1)
203   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
204   (if (!integer_zerop (@1))
205    @0))
206  /* X % 1 is always zero.  */
207  (simplify
208   (mod @0 integer_onep)
209   { build_zero_cst (type); })
210  /* X % -1 is zero.  */
211  (simplify
212   (mod @0 integer_minus_onep@1)
213   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
214    { build_zero_cst (type); })))
216 /* X % -C is the same as X % C.  */
217 (simplify
218  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
219   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
220        && !TREE_OVERFLOW (@1)
221        && wi::neg_p (@1)
222        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
223        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
224        && !sign_bit_p (@1, @1))
225    (trunc_mod @0 (negate @1))))
227 /* x | ~0 -> ~0  */
228 (simplify
229   (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
230   @1)
232 /* x & 0 -> 0  */
233 (simplify
234   (bit_and @0 integer_zerop@1)
235   @1)
237 /* x ^ x -> 0 */
238 (simplify
239   (bit_xor @0 @0)
240   { build_zero_cst (type); })
242 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
243 (simplify
244   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
245   (bit_not @0))
247 /* x & ~0 -> x  */
248 (simplify
249  (bit_and @0 integer_all_onesp)
250   (non_lvalue @0))
252 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
253 (for bitop (bit_and bit_ior)
254  (simplify
255   (bitop @0 @0)
256   (non_lvalue @0)))
258 (simplify
259  (abs (negate @0))
260  (abs @0))
261 (simplify
262  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
263  @0)
266 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
267    when profitable.
268    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
269    binary operation result instead of to the operands.  This allows
270    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
271    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
272 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
273  (simplify
274   (bitop (convert @0) (convert? @1))
275   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
276          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
277          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
278         || (GIMPLE && types_compatible_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
279         || (GENERIC && TREE_TYPE (@0) == TREE_TYPE (@1)))
280        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
281           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
282           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
283           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
284           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
285        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
286        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
287               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
288            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
289            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
290               mode.  */
291            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
292            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
293               of its mode.  */
294            || TYPE_PRECISION (type) != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))))
295    (convert (bitop @0 (convert @1))))))
297 /* Simplify (A & B) OP0 (C & B) to (A OP0 C) & B. */
298 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
299  (simplify
300   (bitop (bit_and:c @0 @1) (bit_and @2 @1))
301   (bit_and (bitop @0 @2) @1)))
303 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
304 (simplify
305   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
306   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
308 /* Combine successive equal operations with constants.  */
309 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
310  (simplify
311   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
312   (bitop @0 (bitop @1 @2))))
314 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
315    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
316 (match truth_valued_p
317  @0
318  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
319 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
320  (match truth_valued_p
321   (op @0 @1)))
322 (match truth_valued_p
323   (truth_not @0))
325 (match (logical_inverted_value @0)
326  (bit_not truth_valued_p@0))
327 (match (logical_inverted_value @0)
328  (eq @0 integer_zerop))
329 (match (logical_inverted_value @0)
330  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
331 (match (logical_inverted_value @0)
332  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
334 /* X & !X -> 0.  */
335 (simplify
336  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
337  { build_zero_cst (type); })
338 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
339 (for op (bit_ior bit_xor)
340  (simplify
341   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
342   { constant_boolean_node (true, type); }))
344 (for bitop (bit_and bit_ior)
345      rbitop (bit_ior bit_and)
346   /* (x | y) & x -> x */
347   /* (x & y) | x -> x */
348  (simplify
349   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
350   @0)
351  /* (~x | y) & x -> x & y */
352  /* (~x & y) | x -> x | y */
353  (simplify
354   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
355   (bitop @0 @1)))
357 /* If arg1 and arg2 are booleans (or any single bit type)
358    then try to simplify:
360    (~X & Y) -> X < Y
361    (X & ~Y) -> Y < X
362    (~X | Y) -> X <= Y
363    (X | ~Y) -> Y <= X
365    But only do this if our result feeds into a comparison as
366    this transformation is not always a win, particularly on
367    targets with and-not instructions.
368    -> simplify_bitwise_binary_boolean */
369 (simplify
370   (ne (bit_and:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
371   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
372        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
373    (lt @0 @1)))
374 (simplify
375   (ne (bit_ior:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
376   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
377        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
378    (le @0 @1)))
380 /* ~~x -> x */
381 (simplify
382   (bit_not (bit_not @0))
383   @0)
385 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
386 (simplify
387   (bit_ior:c (bit_and:c@3 @0 (bit_not @2)) (bit_and:c@4 @1 @2))
388   (if ((TREE_CODE (@3) != SSA_NAME || has_single_use (@3))
389         && (TREE_CODE (@4) != SSA_NAME || has_single_use (@4)))
390    (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0)))
393 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
394 (simplify
395   (pointer_plus (pointer_plus@2 @0 @1) @3)
396   (if (TREE_CODE (@2) != SSA_NAME || has_single_use (@2))
397    (pointer_plus @0 (plus @1 @3))))
399 /* Pattern match
400      tem1 = (long) ptr1;
401      tem2 = (long) ptr2;
402      tem3 = tem2 - tem1;
403      tem4 = (unsigned long) tem3;
404      tem5 = ptr1 + tem4;
405    and produce
406      tem5 = ptr2;  */
407 (simplify
408   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
409   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
410   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
411        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
412             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
413    @1))
415 /* Pattern match
416      tem = (sizetype) ptr;
417      tem = tem & algn;
418      tem = -tem;
419      ... = ptr p+ tem;
420    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
421      ... = ptr & ~algn;  */
422 (simplify
423   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
424   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), wi::bit_not (@1)); }
425    (bit_and @0 { algn; })))
428 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
429 (if (!TYPE_SATURATING (type))
431  /* Contract negates.  */
432  /* A + (-B) -> A - B */
433  (simplify
434   (plus:c (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
435   /* Apply STRIP_NOPS on @0 and the negate.  */
436   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
437        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
438        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
439    (minus (convert @0) (convert @1))))
440  /* A - (-B) -> A + B */
441  (simplify
442   (minus (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
443   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
444        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
445        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
446    (plus (convert @0) (convert @1))))
447  /* -(-A) -> A */
448  (simplify
449   (negate (convert? (negate @1)))
450   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
451        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
452    (convert @1)))
454  /* We can't reassociate floating-point or fixed-point plus or minus
455     because of saturation to +-Inf.  */
456  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
458   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
459      irrespective of overflow issues.  */
460   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
461   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
462   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
463   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
464   (simplify
465     (minus (plus:c @0 @1) @0)
466     @1)
467   (simplify
468     (minus (minus @0 @1) @0)
469     (negate @1))
470   (simplify
471     (plus:c (minus @0 @1) @1)
472     @0)
473   (simplify
474    (minus @0 (plus:c @0 @1))
475    (negate @1))
476   (simplify
477    (minus @0 (minus @0 @1))
478    @1)
480   /* (A +- CST) +- CST -> A + CST  */
481   (for outer_op (plus minus)
482    (for inner_op (plus minus)
483     (simplify
484      (outer_op (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
485      /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
486         as we would introduce undefined overflow, for example
487         with (a - 1) + INT_MIN.  */
488      (with { tree cst = fold_binary (outer_op == inner_op
489                                      ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
490       (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
491        (inner_op @0 { cst; } ))))))
493   /* (CST - A) +- CST -> CST - A  */
494   (for outer_op (plus minus)
495    (simplify
496     (outer_op (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0) CONSTANT_CLASS_P@2)
497     (with { tree cst = fold_binary (outer_op, type, @1, @2); }
498      (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
499       (minus { cst; } @0)))))
501   /* ~A + A -> -1 */
502   (simplify
503    (plus:c (bit_not @0) @0)
504    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
505     { build_all_ones_cst (type); }))
507   /* ~A + 1 -> -A */
508   (simplify
509    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
510    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
511     (negate (convert @0))))
513   /* -A - 1 -> ~A */
514   (simplify
515    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
516    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
517         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
518     (bit_not (convert @0))))
520   /* -1 - A -> ~A */
521   (simplify
522    (minus integer_all_onesp @0)
523    (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE)
524     (bit_not @0)))
526   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
527   (for add (plus pointer_plus)
528    (simplify
529     (minus (convert (add @0 @1))
530      (convert @0))
531     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
532          /* For integer types, if A has a smaller type
533             than T the result depends on the possible
534             overflow in P + A.
535             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
536             However, if an overflow in P + A would cause
537             undefined behavior, we can assume that there
538             is no overflow.  */
539          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
540              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
541          /* For pointer types, if the conversion of A to the
542             final type requires a sign- or zero-extension,
543             then we have to punt - it is not defined which
544             one is correct.  */
545          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
546              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
547              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
548      (convert @1))))))
551 /* Simplifications of MIN_EXPR and MAX_EXPR.  */
553 (for minmax (min max)
554  (simplify
555   (minmax @0 @0)
556   @0))
557 (simplify
558  (min @0 @1)
559  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
560       && TYPE_MIN_VALUE (type)
561       && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
562   @1))
563 (simplify
564  (max @0 @1)
565  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
566       && TYPE_MAX_VALUE (type)
567       && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
568   @1))
571 /* Simplifications of shift and rotates.  */
573 (for rotate (lrotate rrotate)
574  (simplify
575   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
576   @0))
578 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
579 (simplify
580  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
581  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
582       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
583   @0))
585 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
586  (simplify
587   (shiftrotate @0 integer_zerop)
588   (non_lvalue @0))
589  (simplify
590   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
591   @0)
592  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
593     if vector2 is uniform.  */
594  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
595   (simplify
596    (shiftrotate @0 vec@1)
597    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
598     (if (tem)
599      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
601 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
602    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
603 (simplify
604  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
605  (rrotate @0 { fold_binary (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
606                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
607                                            element_precision (type)), @1); }))
609 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
610    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
611 (for cmp (ne eq)
612      icmp (eq ne)
613  (simplify
614   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
615   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
617 /* Simplifications of conversions.  */
619 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
620 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
621  (simplify
622   (cvt @0)
623   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
624        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
625    @0)))
627 /* Contract view-conversions.  */
628 (simplify
629   (view_convert (view_convert @0))
630   (view_convert @0))
632 /* For integral conversions with the same precision or pointer
633    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
634 (simplify
635   (view_convert @0)
636   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
637        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
638        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
639    (convert @0)))
641 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size.  */
642 (simplify
643   (view_convert (convert@0 @1))
644   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
645        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
646        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
647        && (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))))
648    (view_convert @1)))
650 /* Re-association barriers around constants and other re-association
651    barriers can be removed.  */
652 (simplify
653  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
654  @0)
655 (simplify
656  (paren (paren@1 @0))
657  @1)
659 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
660 (for ocvt (convert float fix_trunc)
661  (for icvt (convert float)
662   (simplify
663    (ocvt (icvt@1 @0))
664    (with
665     {
666       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
667       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
668       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
669       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
670       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
671       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
672       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
673       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
674       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
675       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
676       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
677       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
678       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
679       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
680       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
681       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
682       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
683       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
684       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
685       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
686     }
687    /* In addition to the cases of two conversions in a row
688       handled below, if we are converting something to its own
689       type via an object of identical or wider precision, neither
690       conversion is needed.  */
691    (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
692          || (GENERIC
693              && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
694         && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
695             || (inter_float && final_float))
696         && inter_prec >= final_prec)
697     (ocvt @0))
699    /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
700       float or both integer, we don't need the middle conversion if the
701       former is wider than the latter and doesn't change the signedness
702       (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
703       then we sometimes need the middle conversion.  Likewise if the
704       final type has a precision not equal to the size of its mode.  */
705    (if (((inter_int && inside_int)
706          || (inter_float && inside_float)
707          || (inter_vec && inside_vec))
708         && inter_prec >= inside_prec
709         && (inter_float || inter_vec
710             || inter_unsignedp == inside_unsignedp)
711         && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (element_mode (type))
712               && element_mode (type) == element_mode (inter_type))
713         && ! final_ptr
714         && (! final_vec || inter_prec == inside_prec))
715     (ocvt @0))
717    /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
718       replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
719       final conversion does not change precision we can drop the
720       intermediate conversion.  */
721    (if (inside_int && inter_int && final_int
722         && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
723              && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
724             || final_prec == inter_prec))
725     (ocvt @0))
727    /* Two conversions in a row are not needed unless:
728         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
729         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
730         - the intermediate type is narrower than both initial and
731           final, or
732         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
733           and the outermost type is wider than the intermediate, or
734         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
735           intermediate and final types differ, or
736         - the final type is a pointer type and the precisions of the
737           initial and intermediate types differ.  */
738    (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
739         && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
740         && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
741         && ! (inside_int && inter_int
742               && inter_unsignedp != inside_unsignedp
743               && inter_prec < final_prec)
744         && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
745             == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
746         && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
747         && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec)
748         && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
749               && TYPE_MODE (type) == TYPE_MODE (inter_type)))
750     (ocvt @0))
752    /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
753       canonicalized as bitwise and of a mask.  */
754    (if (final_int && inter_int && inside_int
755         && final_prec == inside_prec
756         && final_prec > inter_prec
757         && inter_unsignedp)
758     (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
759                              (inside_type,
760                               wi::mask (inter_prec, false,
761                                         TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
763    /* If we are converting an integer to a floating-point that can
764       represent it exactly and back to an integer, we can skip the
765       floating-point conversion.  */
766    (if (inside_int && inter_float && final_int &&
767         (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
768         >= inside_prec - !inside_unsignedp)
769     (convert @0))))))
771 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
772    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
773    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
774 (simplify
775   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
776   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
777        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
778        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
779        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
780                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
781    (convert @0)))
784 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
785 (simplify
786   (mult (convert? (exact_div @0 @1)) @1)
787   /* Look through a sign-changing conversion.  */
788   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (type))
789    (convert @0)))
791 /* Canonicalization of binary operations.  */
793 /* Convert X + -C into X - C.  */
794 (simplify
795  (plus @0 REAL_CST@1)
796  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
797   (with { tree tem = fold_unary (NEGATE_EXPR, type, @1); }
798    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
799     (minus @0 { tem; })))))
801 /* Convert x+x into x*2.0.  */
802 (simplify
803  (plus @0 @0)
804  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
805   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })))
807 (simplify
808  (minus integer_zerop @1)
809  (negate @1))
811 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
812    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
813    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
814 (simplify
815  (minus real_zerop@0 @1)
816  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
817   (negate @1)))
819 /* Transform x * -1 into -x.  */
820 (simplify
821  (mult @0 integer_minus_onep)
822  (negate @0))
824 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
825 (simplify
826  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
827  @0)
828 (simplify
829  (realpart (complex @0 @1))
830  @0)
831 (simplify
832  (imagpart (complex @0 @1))
833  @1)
836 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
837 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
838  (simplify
839   (bswap (bswap @0))
840   @0)
841  (simplify
842   (bswap (bit_not (bswap @0)))
843   (bit_not @0))
844  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
845   (simplify
846    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
847    (bitop @0 (bswap @1)))))
850 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
852 /* Simplify constant conditions.
853    Only optimize constant conditions when the selected branch
854    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
855    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
856    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
857    this one as we depend on doing this transform before possibly
858    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
859    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
860    genmatch cannot handle.  */
861 (simplify
862  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
863  (if (integer_zerop (@0)
864       && (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
865           || VOID_TYPE_P (type)))
866   @2)
867  (if (!integer_zerop (@0)
868       && (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
869           || VOID_TYPE_P (type)))
870   @1))
871 (simplify
872  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
873  (if (integer_all_onesp (@0))
874   @1)
875  (if (integer_zerop (@0))
876   @2))
878 (for cnd (cond vec_cond)
879  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
880  (simplify
881   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
882   (cnd @0 @1 @3))
883  (simplify
884   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
885   (cnd @0 @1 @3))
887  /* A ? B : B -> B.  */
888  (simplify
889   (cnd @0 @1 @1)
890   @1)
892  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
893  (simplify
894   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
895   (cnd @0 @2 @1)))
898 /* Simplifications of comparisons.  */
900 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
901    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
902    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
903    that with expression code iteration.  */
904 (for cmp (tcc_comparison)
905      icmp (inverted_tcc_comparison)
906      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
907  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
908     and handle some more cases by using
909       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
910     here but for that genmatch would need to "inline" that.
911     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
912  (simplify
913   (bit_not (cmp @0 @1))
914   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
915        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
916    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
917       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
918       a computed operator in the replacement tree thus we have
919       to play the trick below.  */
920    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
921              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
922     (if (ic == icmp)
923      (icmp @0 @1))
924     (if (ic == ncmp)
925      (ncmp @0 @1)))))
926  (simplify
927   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
928   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
929             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
930    (if (ic == icmp)
931     (icmp @0 @1))
932    (if (ic == ncmp)
933     (ncmp @0 @1)))))
936 /* Simplification of math builtins.  */
938 (define_operator_list LOG BUILT_IN_LOGF BUILT_IN_LOG BUILT_IN_LOGL)
939 (define_operator_list EXP BUILT_IN_EXPF BUILT_IN_EXP BUILT_IN_EXPL)
940 (define_operator_list LOG2 BUILT_IN_LOG2F BUILT_IN_LOG2 BUILT_IN_LOG2L)
941 (define_operator_list EXP2 BUILT_IN_EXP2F BUILT_IN_EXP2 BUILT_IN_EXP2L)
942 (define_operator_list LOG10 BUILT_IN_LOG10F BUILT_IN_LOG10 BUILT_IN_LOG10L)
943 (define_operator_list EXP10 BUILT_IN_EXP10F BUILT_IN_EXP10 BUILT_IN_EXP10L)
944 (define_operator_list POW BUILT_IN_POWF BUILT_IN_POW BUILT_IN_POWL)
945 (define_operator_list POW10 BUILT_IN_POW10F BUILT_IN_POW10 BUILT_IN_POW10L)
946 (define_operator_list SQRT BUILT_IN_SQRTF BUILT_IN_SQRT BUILT_IN_SQRTL)
947 (define_operator_list CBRT BUILT_IN_CBRTF BUILT_IN_CBRT BUILT_IN_CBRTL)
950 /* fold_builtin_logarithm */
951 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
952  /* Special case, optimize logN(expN(x)) = x.  */
953  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
954       exps (EXP EXP2 EXP10)
955   (simplify
956    (logs (exps @0))
957     @0))
958  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
959     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
960     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
961  (for logs (LOG LOG LOG LOG
962             LOG2 LOG2 LOG2 LOG2
963             LOG10 LOG10 LOG10 LOG10)
964       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
965   (simplify
966    (logs (exps @0))
967    (with {
968      tree x;
969      switch (exps)
970        {
971        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP):
972          /* Prepare to do logN(exp(exponent) -> exponent*logN(e).  */
973          x = build_real (type, real_value_truncate (TYPE_MODE (type),
974                                                     dconst_e ()));
975          break;
976        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP2):
977          /* Prepare to do logN(exp2(exponent) -> exponent*logN(2).  */
978          x = build_real (type, dconst2);
979          break;
980        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP10):
981        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_POW10):
982          /* Prepare to do logN(exp10(exponent) -> exponent*logN(10).  */
983          {
984            REAL_VALUE_TYPE dconst10;
985            real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
986            x = build_real (type, dconst10);
987          }
988          break;
989        }
990      }
991     (mult (logs { x; }) @0))))
992  (for logs (LOG LOG
993             LOG2 LOG2
994             LOG10 LOG10)
995       exps (SQRT CBRT)
996   (simplify
997    (logs (exps @0))
998    (with {
999      tree x;
1000      switch (exps)
1001        {
1002        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_SQRT):
1003          /* Prepare to do logN(sqrt(x) -> 0.5*logN(x).  */
1004          x = build_real (type, dconsthalf);
1005          break;
1006        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_CBRT):
1007          /* Prepare to do logN(cbrt(x) -> (1/3)*logN(x).  */
1008          x = build_real (type, real_value_truncate (TYPE_MODE (type),
1009                                                     dconst_third ()));
1010          break;
1011        }
1012      }
1013     (mult { x; } (logs @0)))))
1014  /* logN(pow(x,exponent) -> exponent*logN(x).  */
1015  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
1016       pows (POW)
1017   (simplify
1018    (logs (pows @0 @1))
1019    (mult @1 (logs @0)))))
1021 /* Narrowing of arithmetic and logical operations. 
1023    These are conceptually similar to the transformations performed for
1024    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
1025    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
1027 /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
1028    both operands are widening conversions from the same type as the outer
1029    narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a suitable
1030    unsigned type (to avoid introducing undefined behaviour), perform the
1031    operation and convert the result to the desired type.  */
1032 (for op (plus minus)
1033   (simplify
1034     (convert (op (convert@2 @0) (convert@3 @1)))
1035     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1036          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
1037             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
1038          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1039          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1040          /* The precision of the type of each operand must match the
1041             precision of the mode of each operand, similarly for the
1042             result.  */
1043          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1044              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
1045          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
1046              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
1047          && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1048          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
1049          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1050          && ((GENERIC 
1051               && (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0))
1052                   == TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@1)))
1053               && (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0))
1054                   == TYPE_MAIN_VARIANT (type)))
1055              || (GIMPLE
1056                  && types_compatible_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1))
1057                  && types_compatible_p (TREE_TYPE (@0), type))))
1058       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1059         (convert (op @0 @1)))
1060       (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1061         (convert (op (convert:utype @0) (convert:utype @1)))))))