* config/msp430/msp430.c (msp430_start_function): Add function type.
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blob6c8ebd5e0906fc8700961723cf08c969fc58534e
1 /* Match-and-simplify patterns for shared GENERIC and GIMPLE folding.
2    This file is consumed by genmatch which produces gimple-match.c
3    and generic-match.c from it.
5    Copyright (C) 2014-2016 Free Software Foundation, Inc.
6    Contributed by Richard Biener <rguenther@suse.de>
7    and Prathamesh Kulkarni  <bilbotheelffriend@gmail.com>
9 This file is part of GCC.
11 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
12 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
13 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
14 version.
16 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
17 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
18 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
19 for more details.
21 You should have received a copy of the GNU General Public License
22 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
23 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
26 /* Generic tree predicates we inherit.  */
27 (define_predicates
28    integer_onep integer_zerop integer_all_onesp integer_minus_onep
29    integer_each_onep integer_truep integer_nonzerop
30    real_zerop real_onep real_minus_onep
31    zerop
32    CONSTANT_CLASS_P
33    tree_expr_nonnegative_p
34    integer_valued_real_p
35    integer_pow2p
36    HONOR_NANS)
38 /* Operator lists.  */
39 (define_operator_list tcc_comparison
40   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
41 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
42   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
43 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
44   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
45 (define_operator_list swapped_tcc_comparison
46   gt   ge   eq ne le   lt   unordered ordered   ungt unge unlt unle uneq ltgt)
47 (define_operator_list simple_comparison         lt   le   eq ne ge   gt)
48 (define_operator_list swapped_simple_comparison gt   ge   eq ne le   lt)
50 #include "cfn-operators.pd"
52 /* Define operand lists for math rounding functions {,i,l,ll}FN,
53    where the versions prefixed with "i" return an int, those prefixed with
54    "l" return a long and those prefixed with "ll" return a long long.
56    Also define operand lists:
58      X<FN>F for all float functions, in the order i, l, ll
59      X<FN> for all double functions, in the same order
60      X<FN>L for all long double functions, in the same order.  */
61 #define DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN(FN) \
62   (define_operator_list X##FN##F BUILT_IN_I##FN##F \
63                                  BUILT_IN_L##FN##F \
64                                  BUILT_IN_LL##FN##F) \
65   (define_operator_list X##FN BUILT_IN_I##FN \
66                               BUILT_IN_L##FN \
67                               BUILT_IN_LL##FN) \
68   (define_operator_list X##FN##L BUILT_IN_I##FN##L \
69                                  BUILT_IN_L##FN##L \
70                                  BUILT_IN_LL##FN##L)
72 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (FLOOR)
73 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (CEIL)
74 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (ROUND)
75 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (RINT)
77 /* Simplifications of operations with one constant operand and
78    simplifications to constants or single values.  */
80 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
81   (simplify
82     (op @0 integer_zerop)
83     (non_lvalue @0)))
85 /* 0 +p index -> (type)index */
86 (simplify
87  (pointer_plus integer_zerop @1)
88  (non_lvalue (convert @1)))
90 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
91    Likewise if the operands are reversed.  */
92 (simplify
93  (plus:c @0 real_zerop@1)
94  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 0))
95   (non_lvalue @0)))
97 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
98 (simplify
99  (minus @0 real_zerop@1)
100  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 1))
101   (non_lvalue @0)))
103 /* Simplify x - x.
104    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
105    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
106    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
107    is volatile.  */
108 (simplify
109  (minus @0 @0)
110  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !HONOR_NANS (type))
111   { build_zero_cst (type); }))
113 (simplify
114  (mult @0 integer_zerop@1)
115  @1)
117 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
118    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
119    same in modes with signed zeros, since multiplying a
120    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
121 (simplify
122  (mult @0 real_zerop@1)
123  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
124   @1))
126 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
127    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
128 (simplify
129  (mult @0 real_onep)
130  (if (!HONOR_SNANS (type)
131       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
132           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
133   (non_lvalue @0)))
135 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
136 (simplify
137  (mult @0 real_minus_onep)
138   (if (!HONOR_SNANS (type)
139        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
140            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
141    (negate @0)))
143 /* Make sure to preserve divisions by zero.  This is the reason why
144    we don't simplify x / x to 1 or 0 / x to 0.  */
145 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
146   (simplify
147     (op @0 integer_onep)
148     (non_lvalue @0)))
150 /* X / -1 is -X.  */
151 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
152  (simplify
153    (div @0 integer_minus_onep@1)
154    (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
155     (negate @0))))
157 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
158    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
159 (simplify
160  (floor_div @0 @1)
161  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
162       && TYPE_UNSIGNED (type))
163   (trunc_div @0 @1)))
165 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
166    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
167 (for div (trunc_div exact_div)
168  (simplify
169   (div (div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
170   (with {
171     bool overflow_p;
172     wide_int mul = wi::mul (@1, @2, TYPE_SIGN (type), &overflow_p);
173    }
174    (if (!overflow_p)
175     (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
176     (if (TYPE_UNSIGNED (type)
177          || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
178      { build_zero_cst (type); })))))
180 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
181    NaNs or Infinities.  */
182 (simplify
183  (rdiv @0 @0)
184  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
185       && ! HONOR_NANS (type)
186       && ! HONOR_INFINITIES (type))
187   { build_one_cst (type); }))
189 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
190    NaNs or Infinities.  */
191 (simplify
192  (rdiv:c @0 (negate @0))
193  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
194       && ! HONOR_NANS (type)
195       && ! HONOR_INFINITIES (type))
196   { build_minus_one_cst (type); }))
198 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
199 (simplify
200  (rdiv @0 real_onep)
201  (if (!HONOR_SNANS (type))
202   (non_lvalue @0)))
204 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
205 (simplify
206  (rdiv @0 real_minus_onep)
207  (if (!HONOR_SNANS (type))
208   (negate @0)))
210 (if (flag_reciprocal_math)
211  /* Convert (A/B)/C to A/(B*C)  */
212  (simplify
213   (rdiv (rdiv:s @0 @1) @2)
214    (rdiv @0 (mult @1 @2)))
216  /* Convert A/(B/C) to (A/B)*C  */
217  (simplify
218   (rdiv @0 (rdiv:s @1 @2))
219    (mult (rdiv @0 @1) @2)))
221 /* Optimize (X & (-A)) / A where A is a power of 2, to X >> log2(A) */
222 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
223  (simplify
224   (div (convert? (bit_and @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
225   (if (integer_pow2p (@2)
226        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
227        && wi::add (@2, @1) == 0
228        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
229    (rshift (convert @0) { build_int_cst (integer_type_node,
230                                          wi::exact_log2 (@2)); }))))
232 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
233    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
234    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
235    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
236    tell if it is or not in a portable manner.  */
237 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
238  (simplify
239   (rdiv @0 cst@1)
240   (if (optimize)
241    (if (flag_reciprocal_math
242         && !real_zerop (@1))
243     (with
244      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
245      (if (tem)
246       (mult @0 { tem; } )))
247     (if (cst != COMPLEX_CST)
248      (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
249       (if (inverse)
250        (mult @0 { inverse; } ))))))))
252 /* Same applies to modulo operations, but fold is inconsistent here
253    and simplifies 0 % x to 0, only preserving literal 0 % 0.  */
254 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
255  /* 0 % X is always zero.  */
256  (simplify
257   (mod integer_zerop@0 @1)
258   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
259   (if (!integer_zerop (@1))
260    @0))
261  /* X % 1 is always zero.  */
262  (simplify
263   (mod @0 integer_onep)
264   { build_zero_cst (type); })
265  /* X % -1 is zero.  */
266  (simplify
267   (mod @0 integer_minus_onep@1)
268   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
269    { build_zero_cst (type); }))
270  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
271  (simplify
272   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
273   @2)
274  /* From extract_muldiv_1: (X * C1) % C2 is zero if C1 is a multiple of C2.  */
275  (simplify
276   (mod (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
277   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
278        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
279        && wi::multiple_of_p (@1, @2, TYPE_SIGN (type)))
280    { build_zero_cst (type); })))
282 /* X % -C is the same as X % C.  */
283 (simplify
284  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
285   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
286        && !TREE_OVERFLOW (@1)
287        && wi::neg_p (@1)
288        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
289        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
290        && !sign_bit_p (@1, @1))
291    (trunc_mod @0 (negate @1))))
293 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
294 (simplify
295  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
296  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
297       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
298       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
299       /* Avoid this transformation if X might be INT_MIN or
300          Y might be -1, because we would then change valid
301          INT_MIN % -(-1) into invalid INT_MIN % -1.  */
302       && (expr_not_equal_to (@0, TYPE_MIN_VALUE (type))
303           || expr_not_equal_to (@1, wi::minus_one (TYPE_PRECISION
304                                                         (TREE_TYPE (@1))))))
305   (trunc_mod @0 (convert @1))))
307 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
308 (simplify
309  (minus (convert1? @2) (convert2? (mult:c (trunc_div @0 @1) @1)))
310  /* We cannot use matching captures here, since in the case of
311     constants we really want the type of @0, not @2.  */
312  (if (operand_equal_p (@0, @2, 0)
313       && (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type)))
314   (convert (trunc_mod @0 @1))))
316 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
317    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
318    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
319    to A & ((C << N) - 1).  */
320 (match (power_of_two_cand @1)
321  INTEGER_CST@1)
322 (match (power_of_two_cand @1)
323  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
324 (for mod (trunc_mod floor_mod)
325  (simplify
326   (mod @0 (convert?@3 (power_of_two_cand@1 @2)))
327   (if ((TYPE_UNSIGNED (type)
328         || tree_expr_nonnegative_p (@0))
329         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@3))
330         && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
331    (bit_and @0 (convert (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))))
333 /* Simplify (unsigned t * 2)/2 -> unsigned t & 0x7FFFFFFF.  */
334 (simplify
335  (trunc_div (mult @0 integer_pow2p@1) @1)
336  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
337   (bit_and @0 { wide_int_to_tree
338                 (type, wi::mask (TYPE_PRECISION (type) - wi::exact_log2 (@1),
339                                  false, TYPE_PRECISION (type))); })))
341 /* Simplify (unsigned t / 2) * 2 -> unsigned t & ~1.  */
342 (simplify
343  (mult (trunc_div @0 integer_pow2p@1) @1)
344  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
345   (bit_and @0 (negate @1))))
347 /* Simplify (t * 2) / 2) -> t.  */
348 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
349  (simplify
350   (div (mult @0 @1) @1)
351   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
352        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
353    @0)))
355 (for op (negate abs)
356  /* Simplify cos(-x) and cos(|x|) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
357  (for coss (COS COSH)
358   (simplify
359    (coss (op @0))
360     (coss @0)))
361  /* Simplify pow(-x, y) and pow(|x|,y) -> pow(x,y) if y is an even integer.  */
362  (for pows (POW)
363   (simplify
364    (pows (op @0) REAL_CST@1)
365    (with { HOST_WIDE_INT n; }
366     (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
367      (pows @0 @1)))))
368  /* Strip negate and abs from both operands of hypot.  */
369  (for hypots (HYPOT)
370   (simplify
371    (hypots (op @0) @1)
372    (hypots @0 @1))
373   (simplify
374    (hypots @0 (op @1))
375    (hypots @0 @1)))
376  /* copysign(-x, y) and copysign(abs(x), y) -> copysign(x, y).  */
377  (for copysigns (COPYSIGN)
378   (simplify
379    (copysigns (op @0) @1)
380    (copysigns @0 @1))))
382 /* abs(x)*abs(x) -> x*x.  Should be valid for all types.  */
383 (simplify
384  (mult (abs@1 @0) @1)
385  (mult @0 @0))
387 /* cos(copysign(x, y)) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
388 (for coss (COS COSH)
389      copysigns (COPYSIGN)
390  (simplify
391   (coss (copysigns @0 @1))
392    (coss @0)))
394 /* pow(copysign(x, y), z) -> pow(x, z) if z is an even integer.  */
395 (for pows (POW)
396      copysigns (COPYSIGN)
397  (simplify
398   (pows (copysigns @0 @1) REAL_CST@1)
399   (with { HOST_WIDE_INT n; }
400    (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
401     (pows @0 @1)))))
403 (for hypots (HYPOT)
404      copysigns (COPYSIGN)
405  /* hypot(copysign(x, y), z) -> hypot(x, z).  */
406  (simplify
407   (hypots (copysigns @0 @1) @2)
408   (hypots @0 @2))
409  /* hypot(x, copysign(y, z)) -> hypot(x, y).  */
410  (simplify
411   (hypots @0 (copysigns @1 @2))
412   (hypots @0 @1)))
414 /* copysign(copysign(x, y), z) -> copysign(x, z).  */
415 (for copysigns (COPYSIGN)
416  (simplify
417   (copysigns (copysigns @0 @1) @2)
418   (copysigns @0 @2)))
420 /* copysign(x,y)*copysign(x,y) -> x*x.  */
421 (for copysigns (COPYSIGN)
422  (simplify
423   (mult (copysigns@2 @0 @1) @2)
424   (mult @0 @0)))
426 /* ccos(-x) -> ccos(x).  Similarly for ccosh.  */
427 (for ccoss (CCOS CCOSH)
428  (simplify
429   (ccoss (negate @0))
430    (ccoss @0)))
432 /* cabs(-x) and cos(conj(x)) -> cabs(x).  */
433 (for ops (conj negate)
434  (for cabss (CABS)
435   (simplify
436    (cabss (ops @0))
437    (cabss @0))))
439 /* Fold (a * (1 << b)) into (a << b)  */
440 (simplify
441  (mult:c @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
442   (if (! FLOAT_TYPE_P (type)
443        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
444    (lshift @0 @2)))
446 /* Fold (C1/X)*C2 into (C1*C2)/X.  */
447 (simplify
448  (mult (rdiv@3 REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
449   (if (flag_associative_math
450        && single_use (@3))
451    (with
452     { tree tem = const_binop (MULT_EXPR, type, @0, @2); }
453     (if (tem)
454      (rdiv { tem; } @1)))))
456 /* Convert C1/(X*C2) into (C1/C2)/X  */
457 (simplify
458  (rdiv REAL_CST@0 (mult @1 REAL_CST@2))
459   (if (flag_reciprocal_math)
460    (with
461     { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, @0, @2); }
462     (if (tem)
463      (rdiv { tem; } @1)))))
465 /* Simplify ~X & X as zero.  */
466 (simplify
467  (bit_and:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
468   { build_zero_cst (type); })
470 /* Fold (A & ~B) - (A & B) into (A ^ B) - B.  */
471 (simplify
472  (minus (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_and:cs @0 @1))
473   (minus (bit_xor @0 @1) @1))
474 (simplify
475  (minus (bit_and:s @0 INTEGER_CST@2) (bit_and:s @0 INTEGER_CST@1))
476  (if (wi::bit_not (@2) == @1)
477   (minus (bit_xor @0 @1) @1)))
479 /* Fold (A & B) - (A & ~B) into B - (A ^ B).  */
480 (simplify
481  (minus (bit_and:s @0 @1) (bit_and:cs @0 (bit_not @1)))
482   (minus @1 (bit_xor @0 @1)))
484 /* Simplify (X & ~Y) | (~X & Y) -> X ^ Y.  */
485 (simplify
486  (bit_ior (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_and:c (bit_not @0) @1))
487   (bit_xor @0 @1))
488 (simplify
489  (bit_ior:c (bit_and @0 INTEGER_CST@2) (bit_and (bit_not @0) INTEGER_CST@1))
490  (if (wi::bit_not (@2) == @1)
491   (bit_xor @0 @1)))
493 /* X % Y is smaller than Y.  */
494 (for cmp (lt ge)
495  (simplify
496   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
497   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
498    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
499 (for cmp (gt le)
500  (simplify
501   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
502   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
503    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
505 /* x | ~0 -> ~0  */
506 (simplify
507   (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
508   @1)
510 /* x & 0 -> 0  */
511 (simplify
512   (bit_and @0 integer_zerop@1)
513   @1)
515 /* ~x | x -> -1 */
516 /* ~x ^ x -> -1 */
517 /* ~x + x -> -1 */
518 (for op (bit_ior bit_xor plus)
519  (simplify
520   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
521   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
523 /* x ^ x -> 0 */
524 (simplify
525   (bit_xor @0 @0)
526   { build_zero_cst (type); })
528 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
529 (simplify
530   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
531   (bit_not @0))
533 /* x & ~0 -> x  */
534 (simplify
535  (bit_and @0 integer_all_onesp)
536   (non_lvalue @0))
538 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
539 (for bitop (bit_and bit_ior)
540  (simplify
541   (bitop @0 @0)
542   (non_lvalue @0)))
544 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
545 (simplify
546  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
547  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
549 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
550 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
551 (for bitop (bit_and bit_ior)
552  (simplify
553   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
554   (bitop @0 (bit_not @1))))
556 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
557 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
558 (for bitop (bit_and bit_ior)
559      rbitop (bit_ior bit_and)
560  (simplify
561   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
562   (bitop @1 @2)))
564 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
565 (simplify
566  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
567  (bit_xor @0 @1))
569 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
570 (simplify
571  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
572  (bit_and @0 @1))
574 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
575 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
576 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
577 (for op (plus bit_ior bit_xor)
578  (simplify
579   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
580   (bit_ior @0 @1)))
582 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
583 (simplify
584  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
585  (plus @0 @1))
587 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
588 (simplify
589  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
590  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
591       && !TYPE_SATURATING (type))
592   (bit_and @0 @1)))
594 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
595 (simplify
596  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
597  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
598       && !TYPE_SATURATING (type))
599   (bit_ior @0 @1)))
601 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
602 (simplify
603  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
604  (bit_and @0 @1))
606 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
607 (simplify
608  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
609  (bit_xor @0 @1))
611 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
612 (simplify
613  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
614  (bit_xor @0 @1))
616 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
617 (simplify
618  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
619  (bit_and @0 @1))
621 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
622    ~x | ~y -> ~(x & y) */
623 (for op (bit_and bit_ior)
624      rop (bit_ior bit_and)
625  (simplify
626   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
627   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
628        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
629    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
631 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
632    with a constant, and the two constants have no bits in common,
633    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
634    simplifications.  */
635 (for op (bit_xor plus)
636  (simplify
637   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
638       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
639   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
640        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
641        && wi::bit_and (@1, @3) == 0)
642    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
644 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
645 (simplify
646  (bit_xor:c (convert? (bit_ior:c @0 @1)) (convert? @0))
647  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
648   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
650 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
651 (simplify
652  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
653  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
654       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
655   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
657 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
658 (simplify
659  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
660  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
661   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
663 /* Fold (X & Y) ^ Y as ~X & Y.  */
664 (simplify
665  (bit_xor:c (bit_and:c @0 @1) @1)
666  (bit_and (bit_not @0) @1))
668 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
669    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
670    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
671    constants are involved.  For example, convert
672      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
673    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
674 (for op (bit_and bit_ior)
675      rop (bit_ior bit_and)
676  (simplify
677   (op (convert? (rop:c @0 @1)) (convert? (rop @0 @2)))
678   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
679    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
682 (simplify
683  (abs (abs@1 @0))
684  @1)
685 (simplify
686  (abs (negate @0))
687  (abs @0))
688 (simplify
689  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
690  @0)
692 /* A few cases of fold-const.c negate_expr_p predicate.  */
693 (match negate_expr_p
694  INTEGER_CST
695  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
696        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
697       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
698           && may_negate_without_overflow_p (t)))))
699 (match negate_expr_p
700  FIXED_CST)
701 (match negate_expr_p
702  (negate @0)
703  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))))
704 (match negate_expr_p
705  REAL_CST
706  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (t)))))
707 /* VECTOR_CST handling of non-wrapping types would recurse in unsupported
708    ways.  */
709 (match negate_expr_p
710  VECTOR_CST
711  (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (type)) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))))
713 /* (-A) * (-B) -> A * B  */
714 (simplify
715  (mult:c (convert1? (negate @0)) (convert2? negate_expr_p@1))
716   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
717        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
718    (mult (convert @0) (convert (negate @1)))))
720 /* -(A + B) -> (-B) - A.  */
721 (simplify
722  (negate (plus:c @0 negate_expr_p@1))
723  (if (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (element_mode (type))
724       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type)))
725   (minus (negate @1) @0)))
727 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  */
728 (simplify
729  (minus @0 negate_expr_p@1)
730  (if (!FIXED_POINT_TYPE_P (type))
731  (plus @0 (negate @1))))
733 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
734    when profitable.
735    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
736    binary operation result instead of to the operands.  This allows
737    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
738    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
739 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
740  (simplify
741   (bitop (convert @0) (convert? @1))
742   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
743          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
744          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
745         || types_match (@0, @1))
746        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
747           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
748           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
749           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
750           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
751        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
752        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
753               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
754            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
755            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
756               mode.  */
757            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
758            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
759               of its mode.  */
760            || TYPE_PRECISION (type) != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))))
761    (convert (bitop @0 (convert @1))))))
763 (for bitop (bit_and bit_ior)
764      rbitop (bit_ior bit_and)
765   /* (x | y) & x -> x */
766   /* (x & y) | x -> x */
767  (simplify
768   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
769   @0)
770  /* (~x | y) & x -> x & y */
771  /* (~x & y) | x -> x | y */
772  (simplify
773   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
774   (bitop @0 @1)))
776 /* Simplify (A & B) OP0 (C & B) to (A OP0 C) & B. */
777 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
778  (simplify
779   (bitop (bit_and:c @0 @1) (bit_and @2 @1))
780   (bit_and (bitop @0 @2) @1)))
782 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
783 (simplify
784   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
785   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
787 /* Combine successive equal operations with constants.  */
788 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
789  (simplify
790   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
791   (bitop @0 (bitop @1 @2))))
793 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
794    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
795 (match truth_valued_p
796  @0
797  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
798 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
799  (match truth_valued_p
800   (op @0 @1)))
801 (match truth_valued_p
802   (truth_not @0))
804 (match (logical_inverted_value @0)
805  (truth_not @0))
806 (match (logical_inverted_value @0)
807  (bit_not truth_valued_p@0))
808 (match (logical_inverted_value @0)
809  (eq @0 integer_zerop))
810 (match (logical_inverted_value @0)
811  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
812 (match (logical_inverted_value @0)
813  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
815 /* X & !X -> 0.  */
816 (simplify
817  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
818  { build_zero_cst (type); })
819 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
820 (for op (bit_ior bit_xor)
821  (simplify
822   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
823   { constant_boolean_node (true, type); }))
824 /* X ==/!= !X is false/true.  */
825 (for op (eq ne)
826  (simplify
827   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
828   { constant_boolean_node (op == NE_EXPR ? true : false, type); }))
830 /* If arg1 and arg2 are booleans (or any single bit type)
831    then try to simplify:
833    (~X & Y) -> X < Y
834    (X & ~Y) -> Y < X
835    (~X | Y) -> X <= Y
836    (X | ~Y) -> Y <= X
838    But only do this if our result feeds into a comparison as
839    this transformation is not always a win, particularly on
840    targets with and-not instructions.
841    -> simplify_bitwise_binary_boolean */
842 (simplify
843   (ne (bit_and:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
844   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
845        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
846    (lt @0 @1)))
847 (simplify
848   (ne (bit_ior:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
849   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
850        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
851    (le @0 @1)))
853 /* ~~x -> x */
854 (simplify
855   (bit_not (bit_not @0))
856   @0)
858 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
859 (simplify
860  (bit_not (convert? (negate @0)))
861  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
862   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
864 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
865 (simplify
866  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
867  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
868   (convert (negate @0))))
869 (simplify
870  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
871  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
872   (convert (negate @0))))
874 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
875 (simplify
876  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
877  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
878   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
879 (simplify
880  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
881  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
882   (convert (bit_xor @0 @1))))
884 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
885 (simplify
886  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
887  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
889 /* Fold A - (A & B) into ~B & A.  */
890 (simplify
891  (minus (convert? @0) (convert?:s (bit_and:cs @0 @1)))
892  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
893       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
894   (convert (bit_and (bit_not @1) @0))))
898 /* ((X inner_op C0) outer_op C1)
899    With X being a tree where value_range has reasoned certain bits to always be
900    zero throughout its computed value range,
901    inner_op = {|,^}, outer_op = {|,^} and inner_op != outer_op
902    where zero_mask has 1's for all bits that are sure to be 0 in
903    and 0's otherwise.
904    if (inner_op == '^') C0 &= ~C1;
905    if ((C0 & ~zero_mask) == 0) then emit (X outer_op (C0 outer_op C1)
906    if ((C1 & ~zero_mask) == 0) then emit (X inner_op (C0 outer_op C1)
908 (for inner_op (bit_ior bit_xor)
909      outer_op (bit_xor bit_ior)
910 (simplify
911  (outer_op
912   (inner_op:s @2 INTEGER_CST@0) INTEGER_CST@1)
913  (with
914   {
915     bool fail = false;
916     wide_int zero_mask_not;
917     wide_int C0;
918     wide_int cst_emit;
920     if (TREE_CODE (@2) == SSA_NAME)
921       zero_mask_not = get_nonzero_bits (@2);
922     else
923       fail = true;
925     if (inner_op == BIT_XOR_EXPR)
926       {
927         C0 = wi::bit_and_not (@0, @1);
928         cst_emit = wi::bit_or (C0, @1);
929       }
930     else
931       {
932         C0 = @0;
933         cst_emit = wi::bit_xor (@0, @1);
934       }
935   }
936   (if (!fail && wi::bit_and (C0, zero_mask_not) == 0)
937    (outer_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); })
938    (if (!fail && wi::bit_and (@1, zero_mask_not) == 0)
939     (inner_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); }))))))
941 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
942 (simplify
943   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
944   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
946 /* Pattern match
947      tem1 = (long) ptr1;
948      tem2 = (long) ptr2;
949      tem3 = tem2 - tem1;
950      tem4 = (unsigned long) tem3;
951      tem5 = ptr1 + tem4;
952    and produce
953      tem5 = ptr2;  */
954 (simplify
955   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
956   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
957   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
958        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
959             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
960    @1))
962 /* Pattern match
963      tem = (sizetype) ptr;
964      tem = tem & algn;
965      tem = -tem;
966      ... = ptr p+ tem;
967    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
968      ... = ptr & ~algn;  */
969 (simplify
970   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
971   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), wi::bit_not (@1)); }
972    (bit_and @0 { algn; })))
974 /* Try folding difference of addresses.  */
975 (simplify
976  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
977  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
978   (with { HOST_WIDE_INT diff; }
979    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
980     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
981 (simplify
982  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
983  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
984   (with { HOST_WIDE_INT diff; }
985    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
986     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
988 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
989    be able to fold this expression using the object or function's
990    alignment.  */
991 (simplify
992  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
993  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
994       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
995   (with
996    {
997      unsigned int align;
998      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
999      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
1000    }
1001    (if (wi::ltu_p (@1, align / BITS_PER_UNIT))
1002     { wide_int_to_tree (type, wi::bit_and (@1, bitpos / BITS_PER_UNIT)); }))))
1005 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
1006 (if (!TYPE_SATURATING (type))
1008  /* Contract negates.  */
1009  /* A + (-B) -> A - B */
1010  (simplify
1011   (plus:c (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
1012   /* Apply STRIP_NOPS on @0 and the negate.  */
1013   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1014        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1015        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1016    (minus (convert @0) (convert @1))))
1017  /* A - (-B) -> A + B */
1018  (simplify
1019   (minus (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
1020   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1021        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1022        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1023    (plus (convert @0) (convert @1))))
1024  /* -(-A) -> A */
1025  (simplify
1026   (negate (convert? (negate @1)))
1027   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1028        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1029    (convert @1)))
1031  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
1032     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
1033  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
1034       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1036   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
1037      irrespective of overflow issues.  */
1038   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
1039   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
1040   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
1041   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
1042   (simplify
1043     (minus (plus:c @0 @1) @0)
1044     @1)
1045   (simplify
1046     (minus (minus @0 @1) @0)
1047     (negate @1))
1048   (simplify
1049     (plus:c (minus @0 @1) @1)
1050     @0)
1051   (simplify
1052    (minus @0 (plus:c @0 @1))
1053    (negate @1))
1054   (simplify
1055    (minus @0 (minus @0 @1))
1056    @1)
1058   /* (A +- CST) +- CST -> A + CST  */
1059   (for outer_op (plus minus)
1060    (for inner_op (plus minus)
1061     (simplify
1062      (outer_op (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1063      /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
1064         as we would introduce undefined overflow, for example
1065         with (a - 1) + INT_MIN.  */
1066      (with { tree cst = fold_binary (outer_op == inner_op
1067                                      ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
1068       (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1069        (inner_op @0 { cst; } ))))))
1071   /* (CST - A) +- CST -> CST - A  */
1072   (for outer_op (plus minus)
1073    (simplify
1074     (outer_op (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0) CONSTANT_CLASS_P@2)
1075     (with { tree cst = fold_binary (outer_op, type, @1, @2); }
1076      (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1077       (minus { cst; } @0)))))
1079   /* ~A + A -> -1 */
1080   (simplify
1081    (plus:c (bit_not @0) @0)
1082    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
1083     { build_all_ones_cst (type); }))
1085   /* ~A + 1 -> -A */
1086   (simplify
1087    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
1088    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1089     (negate (convert @0))))
1091   /* -A - 1 -> ~A */
1092   (simplify
1093    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
1094    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1095         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1096     (bit_not (convert @0))))
1098   /* -1 - A -> ~A */
1099   (simplify
1100    (minus integer_all_onesp @0)
1101    (bit_not @0))
1103   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
1104   (for add (plus pointer_plus)
1105    (simplify
1106     (minus (convert (add @0 @1))
1107      (convert @0))
1108     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1109          /* For integer types, if A has a smaller type
1110             than T the result depends on the possible
1111             overflow in P + A.
1112             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1113             However, if an overflow in P + A would cause
1114             undefined behavior, we can assume that there
1115             is no overflow.  */
1116          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1117              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1118          /* For pointer types, if the conversion of A to the
1119             final type requires a sign- or zero-extension,
1120             then we have to punt - it is not defined which
1121             one is correct.  */
1122          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1123              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1124              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
1125      (convert @1))))
1127   /* (T)P - (T)(P + A) -> -(T) A */
1128   (for add (plus pointer_plus)
1129    (simplify
1130     (minus (convert @0)
1131      (convert (add @0 @1)))
1132     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1133          /* For integer types, if A has a smaller type
1134             than T the result depends on the possible
1135             overflow in P + A.
1136             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1137             However, if an overflow in P + A would cause
1138             undefined behavior, we can assume that there
1139             is no overflow.  */
1140          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1141              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1142          /* For pointer types, if the conversion of A to the
1143             final type requires a sign- or zero-extension,
1144             then we have to punt - it is not defined which
1145             one is correct.  */
1146          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1147              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1148              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
1149      (negate (convert @1)))))
1151   /* (T)(P + A) - (T)(P + B) -> (T)A - (T)B */
1152   (for add (plus pointer_plus)
1153    (simplify
1154     (minus (convert (add @0 @1))
1155      (convert (add @0 @2)))
1156     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1157          /* For integer types, if A has a smaller type
1158             than T the result depends on the possible
1159             overflow in P + A.
1160             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1161             However, if an overflow in P + A would cause
1162             undefined behavior, we can assume that there
1163             is no overflow.  */
1164          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1165              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1166          /* For pointer types, if the conversion of A to the
1167             final type requires a sign- or zero-extension,
1168             then we have to punt - it is not defined which
1169             one is correct.  */
1170          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1171              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1172              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0
1173              && TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST
1174              && tree_int_cst_sign_bit (@2) == 0))
1175      (minus (convert @1) (convert @2)))))))
1178 /* Simplifications of MIN_EXPR, MAX_EXPR, fmin() and fmax().  */
1180 (for minmax (min max FMIN FMAX)
1181  (simplify
1182   (minmax @0 @0)
1183   @0))
1184 /* min(max(x,y),y) -> y.  */
1185 (simplify
1186  (min:c (max:c @0 @1) @1)
1187  @1)
1188 /* max(min(x,y),y) -> y.  */
1189 (simplify
1190  (max:c (min:c @0 @1) @1)
1191  @1)
1192 (simplify
1193  (min @0 @1)
1194  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1195       && TYPE_MIN_VALUE (type)
1196       && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
1197   @1))
1198 (simplify
1199  (max @0 @1)
1200  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1201       && TYPE_MAX_VALUE (type)
1202       && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
1203   @1))
1204 (for minmax (FMIN FMAX)
1205  /* If either argument is NaN, return the other one.  Avoid the
1206     transformation if we get (and honor) a signalling NaN.  */
1207  (simplify
1208   (minmax:c @0 REAL_CST@1)
1209   (if (real_isnan (TREE_REAL_CST_PTR (@1))
1210        && (!HONOR_SNANS (@1) || !TREE_REAL_CST (@1).signalling))
1211    @0)))
1212 /* Convert fmin/fmax to MIN_EXPR/MAX_EXPR.  C99 requires these
1213    functions to return the numeric arg if the other one is NaN.
1214    MIN and MAX don't honor that, so only transform if -ffinite-math-only
1215    is set.  C99 doesn't require -0.0 to be handled, so we don't have to
1216    worry about it either.  */
1217 (if (flag_finite_math_only)
1218  (simplify
1219   (FMIN @0 @1)
1220   (min @0 @1))
1221  (simplify
1222   (FMAX @0 @1)
1223   (max @0 @1)))
1225 /* Simplifications of shift and rotates.  */
1227 (for rotate (lrotate rrotate)
1228  (simplify
1229   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
1230   @0))
1232 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
1233 (simplify
1234  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
1235  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
1236       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
1237   @0))
1239 /* Optimize (x >> c) << c into x & (-1<<c).  */
1240 (simplify
1241  (lshift (rshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
1242  (if (wi::ltu_p (@1, element_precision (type)))
1243   (bit_and @0 (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
1245 /* Optimize (x << c) >> c into x & ((unsigned)-1 >> c) for unsigned
1246    types.  */
1247 (simplify
1248  (rshift (lshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
1249  (if (TYPE_UNSIGNED (type)
1250       && (wi::ltu_p (@1, element_precision (type))))
1251   (bit_and @0 (rshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
1253 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
1254  (simplify
1255   (shiftrotate @0 integer_zerop)
1256   (non_lvalue @0))
1257  (simplify
1258   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
1259   @0)
1260  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
1261     if vector2 is uniform.  */
1262  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
1263   (simplify
1264    (shiftrotate @0 vec@1)
1265    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
1266     (if (tem)
1267      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
1269 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
1270    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
1271 (simplify
1272  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
1273  (rrotate @0 { fold_binary (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
1274                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
1275                                            element_precision (type)), @1); }))
1277 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
1278 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
1279  (simplify
1280   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
1281   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
1282    (if (wi::ge_p (@1, 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
1283         && wi::lt_p (@1, prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
1284         && wi::ge_p (@2, 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
1285         && wi::lt_p (@2, prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1286     (with { unsigned int low = wi::add (@1, @2).to_uhwi (); }
1287      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
1288         being well defined.  */
1289      (if (low >= prec)
1290       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
1291        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); })
1292        (if (TYPE_UNSIGNED (type) || op == LSHIFT_EXPR)
1293         { build_zero_cst (type); }
1294         (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); })))
1295       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); })))))))
1298 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
1299    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
1300 (for cmp (ne eq)
1301      icmp (eq ne)
1302  (simplify
1303   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
1304   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1306 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
1307    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
1308    if CST2 != 0.  */
1309 (for cmp (ne eq)
1310  (simplify
1311   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
1312   (with { int cand = wi::ctz (@2) - wi::ctz (@0); }
1313    (if (cand < 0
1314         || (!integer_zerop (@2)
1315             && wi::ne_p (wi::lshift (@0, cand), @2)))
1316     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
1317     (if (!integer_zerop (@2)
1318          && wi::eq_p (wi::lshift (@0, cand), @2))
1319      (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); }))))))
1321 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
1322         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
1323    if the new mask might be further optimized.  */
1324 (for shift (lshift rshift)
1325  (simplify
1326   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
1327            INTEGER_CST@2)
1328    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
1329         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
1330         && tree_fits_uhwi_p (@1)
1331         && tree_to_uhwi (@1) > 0
1332         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
1333     (with
1334      {
1335        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
1336        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
1337        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
1338        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
1339        unsigned int prec;
1341        if (shift == LSHIFT_EXPR)
1342          zerobits = ((((unsigned HOST_WIDE_INT) 1) << shiftc) - 1);
1343        else if (shift == RSHIFT_EXPR
1344                 && (TYPE_PRECISION (shift_type)
1345                     == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (shift_type))))
1346          {
1347            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
1348            tree arg00 = @0;
1349            /* See if more bits can be proven as zero because of
1350               zero extension.  */
1351            if (@3 != @0
1352                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1353              {
1354                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
1355                if ((TYPE_PRECISION (inner_type)
1356                     == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (inner_type)))
1357                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
1358                  {
1359                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
1360                    /* See if we can shorten the right shift.  */
1361                    if (shiftc < prec)
1362                      shift_type = inner_type;
1363                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
1364                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
1365                       is all ones.  */
1366                  }
1367              }
1368            zerobits = ~(unsigned HOST_WIDE_INT) 0;
1369            if (shiftc < prec)
1370              {
1371                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
1372                zerobits <<= prec - shiftc;
1373              }
1374            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
1375               can contain actually sign bits, so no transformation is
1376               possible, unless MASK masks them all away.  In that
1377               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
1378            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
1379                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
1380              {
1381                if ((mask & zerobits) == 0)
1382                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
1383                else
1384                  zerobits = 0;
1385              }
1386          }
1387      }
1388      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
1389      (if ((mask & zerobits) == mask)
1390       { build_int_cst (type, 0); }
1391       (with { newmask = mask | zerobits; }
1392        (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
1393         (with
1394          {
1395            /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
1396               mode's mask.  */
1397            for (prec = BITS_PER_UNIT;
1398                 prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
1399              if (newmask == (((unsigned HOST_WIDE_INT) 1) << prec) - 1)
1400                break;
1401          }
1402          (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
1403               || newmask == ~(unsigned HOST_WIDE_INT) 0)
1404           (with
1405            { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
1406            (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
1407             (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
1408              (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; })
1409              (bit_and @4 { newmaskt; })))))))))))))
1411 /* Fold (X {&,^,|} C2) << C1 into (X << C1) {&,^,|} (C2 << C1)
1412    (X {&,^,|} C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
1413 (for shift (lshift rshift)
1414  (for bit_op (bit_and bit_xor bit_ior)
1415   (simplify
1416    (shift (convert?:s (bit_op:s @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
1417    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1418     (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
1419      (bit_op (shift (convert @0) @1) { mask; }))))))
1422 /* Simplifications of conversions.  */
1424 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
1425 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
1426  (simplify
1427   (cvt @0)
1428   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1429        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
1430    @0)))
1432 /* Contract view-conversions.  */
1433 (simplify
1434   (view_convert (view_convert @0))
1435   (view_convert @0))
1437 /* For integral conversions with the same precision or pointer
1438    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
1439 (simplify
1440   (view_convert @0)
1441   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
1442        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
1443        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
1444    (convert @0)))
1446 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size.  */
1447 (simplify
1448   (view_convert (convert@0 @1))
1449   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
1450        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
1451        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
1452        && (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))))
1453    (view_convert @1)))
1455 /* Re-association barriers around constants and other re-association
1456    barriers can be removed.  */
1457 (simplify
1458  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
1459  @0)
1460 (simplify
1461  (paren (paren@1 @0))
1462  @1)
1464 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
1465 (for ocvt (convert float fix_trunc)
1466  (for icvt (convert float)
1467   (simplify
1468    (ocvt (icvt@1 @0))
1469    (with
1470     {
1471       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
1472       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
1473       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
1474       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
1475       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
1476       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
1477       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
1478       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
1479       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
1480       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
1481       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
1482       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
1483       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
1484       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
1485       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
1486       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
1487       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
1488       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
1489       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
1490       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
1491     }
1492    (switch
1493     /* In addition to the cases of two conversions in a row
1494        handled below, if we are converting something to its own
1495        type via an object of identical or wider precision, neither
1496        conversion is needed.  */
1497     (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
1498           || (GENERIC
1499               && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
1500          && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
1501              || (inter_float && final_float))
1502          && inter_prec >= final_prec)
1503      (ocvt @0))
1505     /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
1506        float or both integer, we don't need the middle conversion if the
1507        former is wider than the latter and doesn't change the signedness
1508        (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
1509        then we sometimes need the middle conversion.  Likewise if the
1510        final type has a precision not equal to the size of its mode.  */
1511     (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
1512          && (final_int || final_float)
1513          && inter_prec >= inside_prec
1514          && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp)
1515          && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1516                && TYPE_MODE (type) == TYPE_MODE (inter_type)))
1517      (ocvt @0))
1519     /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
1520        replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
1521        final conversion does not change precision we can drop the
1522        intermediate conversion.  */
1523     (if (inside_int && inter_int && final_int
1524          && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
1525               && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
1526              || final_prec == inter_prec))
1527      (ocvt @0))
1529     /* Two conversions in a row are not needed unless:
1530         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
1531         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
1532         - the intermediate type is narrower than both initial and
1533           final, or
1534         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
1535           and the outermost type is wider than the intermediate, or
1536         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
1537           intermediate and final types differ, or
1538         - the final type is a pointer type and the precisions of the
1539           initial and intermediate types differ.  */
1540     (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
1541          && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
1542          && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
1543          && ! (inside_int && inter_int
1544                && inter_unsignedp != inside_unsignedp
1545                && inter_prec < final_prec)
1546          && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
1547              == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
1548          && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
1549          && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec)
1550          && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1551                && TYPE_MODE (type) == TYPE_MODE (inter_type)))
1552      (ocvt @0))
1554     /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
1555        canonicalized as bitwise and of a mask.  */
1556     (if (final_int && inter_int && inside_int
1557          && final_prec == inside_prec
1558          && final_prec > inter_prec
1559          && inter_unsignedp)
1560      (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
1561                               (inside_type,
1562                                wi::mask (inter_prec, false,
1563                                          TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
1565     /* If we are converting an integer to a floating-point that can
1566        represent it exactly and back to an integer, we can skip the
1567        floating-point conversion.  */
1568     (if (GIMPLE /* PR66211 */
1569          && inside_int && inter_float && final_int &&
1570          (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
1571          >= inside_prec - !inside_unsignedp)
1572      (convert @0)))))))
1574 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
1575    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
1576    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
1577 (simplify
1578   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
1579   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1580        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1581        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1582        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
1583                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
1584    (convert @0)))
1587 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
1588 (simplify
1589   (mult (convert? (exact_div @0 @1)) @1)
1590   /* Look through a sign-changing conversion.  */
1591   (convert @0))
1593 /* Canonicalization of binary operations.  */
1595 /* Convert X + -C into X - C.  */
1596 (simplify
1597  (plus @0 REAL_CST@1)
1598  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
1599   (with { tree tem = fold_unary (NEGATE_EXPR, type, @1); }
1600    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
1601     (minus @0 { tem; })))))
1603 /* Convert x+x into x*2.0.  */
1604 (simplify
1605  (plus @0 @0)
1606  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
1607   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })))
1609 (simplify
1610  (minus integer_zerop @1)
1611  (negate @1))
1613 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
1614    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
1615    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
1616 (simplify
1617  (minus real_zerop@0 @1)
1618  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
1619   (negate @1)))
1621 /* Transform x * -1 into -x.  */
1622 (simplify
1623  (mult @0 integer_minus_onep)
1624  (negate @0))
1626 /* True if we can easily extract the real and imaginary parts of a complex
1627    number.  */
1628 (match compositional_complex
1629  (convert? (complex @0 @1)))
1631 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
1632 (simplify
1633  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
1634  @0)
1635 (simplify
1636  (realpart (complex @0 @1))
1637  @0)
1638 (simplify
1639  (imagpart (complex @0 @1))
1640  @1)
1642 /* Sometimes we only care about half of a complex expression.  */
1643 (simplify
1644  (realpart (convert?:s (conj:s @0)))
1645  (convert (realpart @0)))
1646 (simplify
1647  (imagpart (convert?:s (conj:s @0)))
1648  (convert (negate (imagpart @0))))
1649 (for part (realpart imagpart)
1650  (for op (plus minus)
1651   (simplify
1652    (part (convert?:s@2 (op:s @0 @1)))
1653    (convert (op (part @0) (part @1))))))
1654 (simplify
1655  (realpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
1656  (convert (COS @0)))
1657 (simplify
1658  (imagpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
1659  (convert (SIN @0)))
1661 /* conj(conj(x)) -> x  */
1662 (simplify
1663  (conj (convert? (conj @0)))
1664  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type))
1665   (convert @0)))
1667 /* conj({x,y}) -> {x,-y}  */
1668 (simplify
1669  (conj (convert?:s (complex:s @0 @1)))
1670  (with { tree itype = TREE_TYPE (type); }
1671   (complex (convert:itype @0) (negate (convert:itype @1)))))
1673 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
1674 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
1675  (simplify
1676   (bswap (bswap @0))
1677   @0)
1678  (simplify
1679   (bswap (bit_not (bswap @0)))
1680   (bit_not @0))
1681  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
1682   (simplify
1683    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
1684    (bitop @0 (bswap @1)))))
1687 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
1689 /* Simplify constant conditions.
1690    Only optimize constant conditions when the selected branch
1691    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
1692    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
1693    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
1694    this one as we depend on doing this transform before possibly
1695    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
1696    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
1697    genmatch cannot handle.  */
1698 (simplify
1699  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
1700  (if (integer_zerop (@0))
1701   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)) || VOID_TYPE_P (type))
1702    @2)
1703   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || VOID_TYPE_P (type))
1704    @1)))
1705 (simplify
1706  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
1707  (if (integer_all_onesp (@0))
1708   @1
1709   (if (integer_zerop (@0))
1710    @2)))
1712 (for cnd (cond vec_cond)
1713  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
1714  (simplify
1715   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
1716   (cnd @0 @1 @3))
1717  (simplify
1718   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
1719   (cnd @0 @1 @3))
1721  /* A ? B : B -> B.  */
1722  (simplify
1723   (cnd @0 @1 @1)
1724   @1)
1726  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
1727  (simplify
1728   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
1729   (cnd @0 @2 @1)))
1731 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C), since vector comparisons
1732    return all-1 or all-0 results.  */
1733 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
1734    but that isn't necessarily a win on its own.  */
1735 (simplify
1736  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
1737  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1738       && TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type) == TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0))
1739       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
1740           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
1741   (minus @3 (view_convert @0))))
1743 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C).  */
1744 (simplify
1745  (minus @3 (view_convert? (vec_cond @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
1746  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1747       && TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type) == TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0))
1748       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
1749           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
1750   (plus @3 (view_convert @0))))
1753 /* Simplifications of comparisons.  */
1755 /* See if we can reduce the magnitude of a constant involved in a
1756    comparison by changing the comparison code.  This is a canonicalization
1757    formerly done by maybe_canonicalize_comparison_1.  */
1758 (for cmp  (le gt)
1759      acmp (lt ge)
1760  (simplify
1761   (cmp @0 INTEGER_CST@1)
1762   (if (tree_int_cst_sgn (@1) == -1)
1763    (acmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::add (@1, 1)); }))))
1764 (for cmp  (ge lt)
1765      acmp (gt le)
1766  (simplify
1767   (cmp @0 INTEGER_CST@1)
1768   (if (tree_int_cst_sgn (@1) == 1)
1769    (acmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::sub (@1, 1)); }))))
1772 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
1773    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
1774    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
1775    that with expression code iteration.  */
1776 (for cmp (tcc_comparison)
1777      icmp (inverted_tcc_comparison)
1778      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
1779  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
1780     and handle some more cases by using
1781       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
1782     here but for that genmatch would need to "inline" that.
1783     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
1784  (simplify
1785   (bit_not (cmp @0 @1))
1786   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1787        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
1788    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
1789       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
1790       a computed operator in the replacement tree thus we have
1791       to play the trick below.  */
1792    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
1793              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
1794     (if (ic == icmp)
1795      (icmp @0 @1)
1796      (if (ic == ncmp)
1797       (ncmp @0 @1))))))
1798  (simplify
1799   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
1800   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
1801             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
1802    (if (ic == icmp)
1803     (icmp @0 @1)
1804     (if (ic == ncmp)
1805      (ncmp @0 @1))))))
1807 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
1808    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
1809    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
1810    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
1811    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
1812 (for cmp (eq ne)
1813  (simplify
1814   (cmp (minus@2 @0 @1) integer_zerop)
1815   (if (single_use (@2))
1816    (cmp @0 @1))))
1818 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
1819    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
1820    often enough for folding it to be of value.  One example is in
1821    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
1822 (for cmp (simple_comparison)
1823      scmp (swapped_simple_comparison)
1824  (simplify
1825   (cmp (mult@3 @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
1826   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
1827   (if (integer_zerop (@1))
1828    (cmp @1 @2)
1829    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1830         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1831         && single_use (@3))
1832     /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
1833     (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
1834      (scmp @0 @2)
1835      (cmp @0 @2))))))
1837 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
1838    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
1839 (for cmp (eq ge le)
1840  (simplify
1841   (cmp @0 @0)
1842   (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1843        || ! HONOR_NANS (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
1844    { constant_boolean_node (true, type); }
1845    (if (cmp != EQ_EXPR)
1846     (eq @0 @0)))))
1847 (for cmp (ne gt lt)
1848  (simplify
1849   (cmp @0 @0)
1850   (if (cmp != NE_EXPR
1851        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1852        || ! HONOR_NANS (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
1853    { constant_boolean_node (false, type); })))
1854 (for cmp (unle unge uneq)
1855  (simplify
1856   (cmp @0 @0)
1857   { constant_boolean_node (true, type); }))
1858 (simplify
1859  (ltgt @0 @0)
1860  (if (!flag_trapping_math)
1861   { constant_boolean_node (false, type); }))
1863 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
1864 (for cmp (simple_comparison)
1865  (simplify
1866   (cmp (bit_not@2 @0) (bit_not@3 @1))
1867   (if (single_use (@2) && single_use (@3))
1868    (cmp @1 @0))))
1870 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
1871 (for cmp (simple_comparison)
1872      scmp (swapped_simple_comparison)
1873  (simplify
1874   (cmp (bit_not@2 @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
1875   (if (single_use (@2)
1876        && (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST))
1877    (scmp @0 (bit_not @1)))))
1879 (for cmp (simple_comparison)
1880  /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
1881  (simplify
1882   (cmp (convert@2 @0) (convert? @1))
1883   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1884        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1885            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
1886        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1887            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))))
1888    (with
1889     {
1890       tree type1 = TREE_TYPE (@1);
1891       if (TREE_CODE (@1) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
1892         {
1893           REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@1);
1894           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
1895               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
1896             type1 = float_type_node;
1897           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
1898               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
1899             type1 = double_type_node;
1900         }
1901       tree newtype
1902         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type1)
1903            ? TREE_TYPE (@0) : type1); 
1904     }
1905     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (newtype))
1906      (cmp (convert:newtype @0) (convert:newtype @1))))))
1908  (simplify
1909   (cmp @0 REAL_CST@1)
1910   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
1911   (switch
1912    /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
1913    (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
1914     (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
1915    /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
1916    (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
1917         && ! HONOR_SNANS (@1))
1918     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
1919    /* Fold comparisons against infinity.  */
1920    (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
1921         && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
1922     (with
1923      {
1924        REAL_VALUE_TYPE max;
1925        enum tree_code code = cmp;
1926        bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
1927        if (neg)
1928          code = swap_tree_comparison (code);
1929      }
1930      (switch
1931       /* x > +Inf is always false, if with ignore sNANs.  */
1932       (if (code == GT_EXPR
1933            && ! HONOR_SNANS (@0))
1934        { constant_boolean_node (false, type); })
1935       (if (code == LE_EXPR)
1936        /* x <= +Inf is always true, if we don't case about NaNs.  */
1937        (if (! HONOR_NANS (@0))
1938         { constant_boolean_node (true, type); }
1939         /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. !isnan(x).  */
1940         (eq @0 @0)))
1941       /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX.  */
1942       (if (code == EQ_EXPR || code == GE_EXPR)
1943        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
1944         (if (neg)
1945          (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
1946          (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
1947       /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
1948       (if (code == LT_EXPR)
1949        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
1950         (if (neg)
1951          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
1952          (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
1953       /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX).  */
1954       (if (code == NE_EXPR)
1955        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
1956         (if (! HONOR_NANS (@0))
1957          (if (neg)
1958           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
1959           (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
1960          (if (neg)
1961           (bit_xor (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
1962            { build_one_cst (type); })
1963           (bit_xor (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
1964            { build_one_cst (type); }))))))))))
1966  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
1967     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
1968     comparison with a revised real constant as long as no overflow
1969     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
1970  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
1971   (for op (plus minus)
1972    (simplify
1973     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
1974     (with
1975      {
1976        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
1977                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
1978      }
1979      (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
1980       (cmp @0 { tem; }))))))
1982  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
1983     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
1984     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
1985     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
1986  (if (flag_associative_math)
1987   (simplify
1988    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
1989    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
1990     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
1991      (cmp { tem; } @1)))))
1993  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
1994  (if (flag_unsafe_math_optimizations
1995       && ! flag_errno_math)
1996   (for sq (SQRT)
1997    (simplify
1998     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
1999     (switch
2000      (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
2001       (switch
2002        /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
2003        (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
2004         { constant_boolean_node (false, type); })
2005        /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
2006           don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
2007        (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
2008         { constant_boolean_node (true, type); })
2009        /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
2010        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })))
2011      (if (real_equal (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
2012       (switch
2013        /* sqrt(x) < 0 is always false.  */
2014        (if (cmp == LT_EXPR)
2015         { constant_boolean_node (false, type); })
2016        /* sqrt(x) >= 0 is always true if we don't care about NaNs.  */
2017        (if (cmp == GE_EXPR && !HONOR_NANS (@0))
2018         { constant_boolean_node (true, type); })
2019        /* sqrt(x) <= 0 -> x == 0.  */
2020        (if (cmp == LE_EXPR)
2021         (eq @0 @1))
2022        /* Otherwise sqrt(x) cmp 0 -> x cmp 0.  Here cmp can be >=, >,
2023           == or !=.  In the last case:
2025             (sqrt(x) != 0) == (NaN != 0) == true == (x != 0)
2027           if x is negative or NaN.  Due to -funsafe-math-optimizations,
2028           the results for other x follow from natural arithmetic.  */
2029        (cmp @0 @1)))
2030      (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
2031       (with
2032        {
2033          REAL_VALUE_TYPE c2;
2034          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
2035                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
2036          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
2037        }
2038        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
2039         /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
2040         (if (HONOR_INFINITIES (@0))
2041          (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
2042          { constant_boolean_node (false, type); })
2043         /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
2044         (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
2045      (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
2046       (with
2047        {
2048          REAL_VALUE_TYPE c2;
2049          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
2050                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
2051          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
2052        }
2053        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
2054         (switch
2055          /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
2056             value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
2057          (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
2058           { constant_boolean_node (true, type); })
2059          /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
2060             don't care about NaNs.  */
2061          (if (! HONOR_NANS (@0))
2062           (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
2063          /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
2064             don't care about Infinities.  */
2065          (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
2066           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
2067          /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
2068          (if (GENERIC)
2069           (truth_andif
2070            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
2071            (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
2072         /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
2073         (if (! HONOR_NANS (@0))
2074          (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
2075          /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
2076          (if (GENERIC)
2077           (truth_andif
2078            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
2079            (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))))))))))
2081 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
2082 (simplify
2083  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
2084  (if (types_match (@0, @1))
2085   (unordered @0 @1)))
2086 (simplify
2087  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
2088  (if (types_match (@0, @1))
2089   (ordered @0 @1)))
2090 (simplify
2091  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
2092  @2)
2093 (simplify
2094  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
2095  @2)
2097 /* Simple range test simplifications.  */
2098 /* A < B || A >= B -> true.  */
2099 (for test1 (lt le ne)
2100      test2 (ge gt eq)
2101  (simplify
2102   (bit_ior:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
2103   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2104        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2105    { constant_boolean_node (true, type); })))
2106 /* A < B && A >= B -> false.  */
2107 (for test1 (lt lt lt le ne eq)
2108      test2 (ge gt eq gt eq gt)
2109  (simplify
2110   (bit_and:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
2111   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2112        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2113    { constant_boolean_node (false, type); })))
2115 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
2116 (for cmp (tcc_comparison)
2117      scmp (swapped_tcc_comparison)
2118  (simplify
2119   (cmp (negate @0) (negate @1))
2120   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2121        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2122            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
2123    (scmp @0 @1)))
2124  (simplify
2125   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
2126   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2127        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2128            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
2129    (with { tree tem = fold_unary (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
2130     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
2131      (scmp @0 { tem; }))))))
2133 /* Convert ABS_EXPR<x> == 0 or ABS_EXPR<x> != 0 to x == 0 or x != 0.  */
2134 (for op (eq ne)
2135  (simplify
2136   (op (abs @0) zerop@1)
2137   (op @0 @1)))
2139 /* From fold_sign_changed_comparison and fold_widened_comparison.  */
2140 (for cmp (simple_comparison)
2141  (simplify
2142   (cmp (convert@0 @00) (convert?@1 @10))
2143   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2144        /* Disable this optimization if we're casting a function pointer
2145           type on targets that require function pointer canonicalization.  */
2146        && !(targetm.have_canonicalize_funcptr_for_compare ()
2147             && TREE_CODE (TREE_TYPE (@00)) == POINTER_TYPE
2148             && TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@00))) == FUNCTION_TYPE)
2149        && single_use (@0))
2150    (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2151         && (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
2152             || (@1 != @10 && types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))))
2153         && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2154             || cmp == NE_EXPR
2155             || cmp == EQ_EXPR)
2156         && (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00)) == POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
2157     /* ???  The special-casing of INTEGER_CST conversion was in the original
2158        code and here to avoid a spurious overflow flag on the resulting
2159        constant which fold_convert produces.  */
2160     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
2161      (cmp @00 { force_fit_type (TREE_TYPE (@00), wi::to_widest (@1), 0,
2162                                 TREE_OVERFLOW (@1)); })
2163      (cmp @00 (convert @1)))
2165     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)))
2166      /* If possible, express the comparison in the shorter mode.  */
2167      (if ((cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
2168            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)))
2169           && (types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))
2170               || ((TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00))
2171                    >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@10)))
2172                   && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
2173                       == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@10))))
2174               || (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
2175                   && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
2176                   && int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))))
2177       (cmp @00 (convert @10))
2178       (if (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
2179            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
2180            && !int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))
2181        (with
2182         {
2183           tree min = lower_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
2184           tree max = upper_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
2185           bool above = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, max, @10));
2186           bool below = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, @10, min));
2187         }
2188         (if (above || below)
2189          (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
2190           { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); }
2191           (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
2192            { constant_boolean_node (above ? true : false, type); }
2193            (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
2194             { constant_boolean_node (above ? false : true, type); }))))))))))))
2196 (for cmp (eq ne)
2197  /* A local variable can never be pointed to by
2198     the default SSA name of an incoming parameter.
2199     SSA names are canonicalized to 2nd place.  */
2200  (simplify
2201   (cmp addr@0 SSA_NAME@1)
2202   (if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (@1)
2203        && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (@1)) == PARM_DECL)
2204    (with { tree base = get_base_address (TREE_OPERAND (@0, 0)); }
2205     (if (TREE_CODE (base) == VAR_DECL
2206          && auto_var_in_fn_p (base, current_function_decl))
2207      (if (cmp == NE_EXPR)
2208       { constant_boolean_node (true, type); }
2209       { constant_boolean_node (false, type); }))))))
2211 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
2212 (for cmp (eq ne)
2214  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
2215     Similarly for NE_EXPR.  */
2216  (simplify
2217   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
2218   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
2219        && wi::bit_and_not (@1, @2) != 0)
2220    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
2222  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
2223  (simplify
2224   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
2225   (cmp @0 @1))
2227  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
2228     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
2229  (simplify
2230   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
2231   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
2233  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
2234  (simplify
2235   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
2236   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
2237    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2)))))
2239  (simplify
2240   (cmp (convert? addr@0) integer_zerop)
2241   (if (tree_single_nonzero_warnv_p (@0, NULL))
2242    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
2244 /* If we have (A & C) == C where C is a power of 2, convert this into
2245    (A & C) != 0.  Similarly for NE_EXPR.  */
2246 (for cmp (eq ne)
2247      icmp (ne eq)
2248  (simplify
2249   (cmp (bit_and@2 @0 integer_pow2p@1) @1)
2250   (icmp @2 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
2252 /* If we have (A & C) != 0 where C is the sign bit of A, convert
2253    this into A < 0.  Similarly for (A & C) == 0 into A >= 0.  */
2254 (for cmp (eq ne)
2255      ncmp (ge lt)
2256  (simplify
2257   (cmp (bit_and (convert?@2 @0) integer_pow2p@1) integer_zerop)
2258   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2259        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2260            == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
2261        && element_precision (@2) >= element_precision (@0)
2262        && wi::only_sign_bit_p (@1, element_precision (@0)))
2263    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
2264     (ncmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))))
2266 /* When the addresses are not directly of decls compare base and offset.
2267    This implements some remaining parts of fold_comparison address
2268    comparisons but still no complete part of it.  Still it is good
2269    enough to make fold_stmt not regress when not dispatching to fold_binary.  */
2270 (for cmp (simple_comparison)
2271  (simplify
2272   (cmp (convert1?@2 addr@0) (convert2? addr@1))
2273   (with
2274    {
2275      HOST_WIDE_INT off0, off1;
2276      tree base0 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off0);
2277      tree base1 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@1, 0), &off1);
2278      if (base0 && TREE_CODE (base0) == MEM_REF)
2279        {
2280          off0 += mem_ref_offset (base0).to_short_addr ();
2281          base0 = TREE_OPERAND (base0, 0);
2282        }
2283      if (base1 && TREE_CODE (base1) == MEM_REF)
2284        {
2285          off1 += mem_ref_offset (base1).to_short_addr ();
2286          base1 = TREE_OPERAND (base1, 0);
2287        }
2288    }
2289    (if (base0 && base1)
2290     (with
2291      {
2292        int equal = 2;
2293        if (decl_in_symtab_p (base0)
2294            && decl_in_symtab_p (base1))
2295          equal = symtab_node::get_create (base0)
2296                    ->equal_address_to (symtab_node::get_create (base1));
2297        else if ((DECL_P (base0)
2298                  || TREE_CODE (base0) == SSA_NAME
2299                  || TREE_CODE (base0) == STRING_CST)
2300                 && (DECL_P (base1)
2301                     || TREE_CODE (base1) == SSA_NAME
2302                     || TREE_CODE (base1) == STRING_CST))
2303          equal = (base0 == base1);
2304      }
2305      (if (equal == 1
2306           && (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
2307               /* If the offsets are equal we can ignore overflow.  */
2308               || off0 == off1
2309               || POINTER_TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED
2310               /* Or if we compare using pointers to decls or strings.  */
2311               || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2312                   && (DECL_P (base0) || TREE_CODE (base0) == STRING_CST))))
2313       (switch
2314        (if (cmp == EQ_EXPR)
2315         { constant_boolean_node (off0 == off1, type); })
2316        (if (cmp == NE_EXPR)
2317         { constant_boolean_node (off0 != off1, type); })
2318        (if (cmp == LT_EXPR)
2319         { constant_boolean_node (off0 < off1, type); })
2320        (if (cmp == LE_EXPR)
2321         { constant_boolean_node (off0 <= off1, type); })
2322        (if (cmp == GE_EXPR)
2323         { constant_boolean_node (off0 >= off1, type); })
2324        (if (cmp == GT_EXPR)
2325         { constant_boolean_node (off0 > off1, type); }))
2326       (if (equal == 0
2327            && DECL_P (base0) && DECL_P (base1)
2328            /* If we compare this as integers require equal offset.  */
2329            && (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2330                || off0 == off1))
2331        (switch
2332         (if (cmp == EQ_EXPR)
2333          { constant_boolean_node (false, type); })
2334         (if (cmp == NE_EXPR)
2335          { constant_boolean_node (true, type); })))))))))
2337 /* Non-equality compare simplifications from fold_binary  */
2338 (for cmp (lt gt le ge)
2339  /* Comparisons with the highest or lowest possible integer of
2340     the specified precision will have known values.  */
2341  (simplify
2342   (cmp (convert?@2 @0) INTEGER_CST@1)
2343   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2344        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0)))
2345    (with
2346     {
2347       tree arg1_type = TREE_TYPE (@1);
2348       unsigned int prec = TYPE_PRECISION (arg1_type);
2349       wide_int max = wi::max_value (arg1_type);
2350       wide_int signed_max = wi::max_value (prec, SIGNED);
2351       wide_int min = wi::min_value (arg1_type);
2352     }
2353     (switch
2354      (if (wi::eq_p (@1, max))
2355       (switch
2356        (if (cmp == GT_EXPR)
2357         { constant_boolean_node (false, type); })
2358        (if (cmp == GE_EXPR)
2359         (eq @2 @1))
2360        (if (cmp == LE_EXPR)
2361         { constant_boolean_node (true, type); })
2362        (if (cmp == LT_EXPR)
2363         (ne @2 @1))))
2364      (if (wi::eq_p (@1, min))
2365       (switch
2366        (if (cmp == LT_EXPR)
2367         { constant_boolean_node (false, type); })
2368        (if (cmp == LE_EXPR)
2369         (eq @2 @1))
2370        (if (cmp == GE_EXPR)
2371         { constant_boolean_node (true, type); })
2372        (if (cmp == GT_EXPR)
2373         (ne @2 @1))))
2374      (if (wi::eq_p (@1, max - 1))
2375       (switch
2376        (if (cmp == GT_EXPR)
2377         (eq @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::add (@1, 1)); }))
2378        (if (cmp == LE_EXPR)
2379         (ne @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::add (@1, 1)); }))))
2380      (if (wi::eq_p (@1, min + 1))
2381       (switch
2382        (if (cmp == GE_EXPR)
2383         (ne @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::sub (@1, 1)); }))
2384        (if (cmp == LT_EXPR)
2385         (eq @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::sub (@1, 1)); }))))
2386      (if (wi::eq_p (@1, signed_max)
2387           && TYPE_UNSIGNED (arg1_type)
2388           /* We will flip the signedness of the comparison operator
2389              associated with the mode of @1, so the sign bit is
2390              specified by this mode.  Check that @1 is the signed
2391              max associated with this sign bit.  */
2392           && prec == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (arg1_type))
2393           /* signed_type does not work on pointer types.  */
2394           && INTEGRAL_TYPE_P (arg1_type))
2395       /* The following case also applies to X < signed_max+1
2396          and X >= signed_max+1 because previous transformations.  */
2397       (if (cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
2398        (with { tree st = signed_type_for (arg1_type); }
2399         (if (cmp == LE_EXPR)
2400          (ge (convert:st @0) { build_zero_cst (st); })
2401          (lt (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))))))))))
2403 (for cmp (unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
2404  /* If the second operand is NaN, the result is constant.  */
2405  (simplify
2406   (cmp @0 REAL_CST@1)
2407   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
2408        && (cmp != LTGT_EXPR || ! flag_trapping_math))
2409    { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == LTGT_EXPR
2410                             ? false : true, type); })))
2412 /* bool_var != 0 becomes bool_var.  */
2413 (simplify
2414  (ne @0 integer_zerop)
2415  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
2416       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
2417   (non_lvalue @0)))
2418 /* bool_var == 1 becomes bool_var.  */
2419 (simplify
2420  (eq @0 integer_onep)
2421  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
2422       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
2423   (non_lvalue @0)))
2424 /* Do not handle
2425    bool_var == 0 becomes !bool_var or
2426    bool_var != 1 becomes !bool_var
2427    here because that only is good in assignment context as long
2428    as we require a tcc_comparison in GIMPLE_CONDs where we'd
2429    replace if (x == 0) with tem = ~x; if (tem != 0) which is
2430    clearly less optimal and which we'll transform again in forwprop.  */
2433 /* Simplification of math builtins.  These rules must all be optimizations
2434    as well as IL simplifications.  If there is a possibility that the new
2435    form could be a pessimization, the rule should go in the canonicalization
2436    section that follows this one.
2438    Rules can generally go in this section if they satisfy one of
2439    the following:
2441    - the rule describes an identity
2443    - the rule replaces calls with something as simple as addition or
2444      multiplication
2446    - the rule contains unary calls only and simplifies the surrounding
2447      arithmetic.  (The idea here is to exclude non-unary calls in which
2448      one operand is constant and in which the call is known to be cheap
2449      when the operand has that value.)  */
2451 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
2452  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(x) -> x.  */
2453  (simplify
2454   (mult (SQRT@1 @0) @1)
2455   (if (!HONOR_SNANS (type))
2456    @0))
2458  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(y) -> sqrt(x*y).  */
2459  (for root (SQRT CBRT)
2460   (simplify
2461    (mult (root:s @0) (root:s @1))
2462     (root (mult @0 @1))))
2464  /* Simplify expN(x) * expN(y) -> expN(x+y). */
2465  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
2466   (simplify
2467    (mult (exps:s @0) (exps:s @1))
2468     (exps (plus @0 @1))))
2470  /* Simplify a/root(b/c) into a*root(c/b).  */
2471  (for root (SQRT CBRT)
2472   (simplify
2473    (rdiv @0 (root:s (rdiv:s @1 @2)))
2474     (mult @0 (root (rdiv @2 @1)))))
2476  /* Simplify x/expN(y) into x*expN(-y).  */
2477  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
2478   (simplify
2479    (rdiv @0 (exps:s @1))
2480     (mult @0 (exps (negate @1)))))
2482  (for logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
2483       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
2484   /* logN(expN(x)) -> x.  */
2485   (simplify
2486    (logs (exps @0))
2487    @0)
2488   /* expN(logN(x)) -> x.  */
2489   (simplify
2490    (exps (logs @0))
2491    @0))
2493  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
2494     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
2495     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
2496  (for logs (LOG  LOG   LOG   LOG2 LOG2  LOG2  LOG10 LOG10)
2497       exps (EXP2 EXP10 POW10 EXP  EXP10 POW10 EXP   EXP2)
2498   (simplify
2499    (logs (exps @0))
2500    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
2501     (with {
2502       tree x;
2503       switch (exps)
2504         {
2505         CASE_CFN_EXP:
2506           /* Prepare to do logN(exp(exponent)) -> exponent*logN(e).  */
2507           x = build_real_truncate (type, dconst_e ());
2508           break;
2509         CASE_CFN_EXP2:
2510           /* Prepare to do logN(exp2(exponent)) -> exponent*logN(2).  */
2511           x = build_real (type, dconst2);
2512           break;
2513         CASE_CFN_EXP10:
2514         CASE_CFN_POW10:
2515           /* Prepare to do logN(exp10(exponent)) -> exponent*logN(10).  */
2516           {
2517             REAL_VALUE_TYPE dconst10;
2518             real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
2519             x = build_real (type, dconst10);
2520           }
2521           break;
2522         default:
2523           gcc_unreachable ();
2524         }
2525       }
2526      (mult (logs { x; }) @0)))))
2528  (for logs (LOG LOG
2529             LOG2 LOG2
2530             LOG10 LOG10)
2531       exps (SQRT CBRT)
2532   (simplify
2533    (logs (exps @0))
2534    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
2535     (with {
2536       tree x;
2537       switch (exps)
2538         {
2539         CASE_CFN_SQRT:
2540           /* Prepare to do logN(sqrt(x)) -> 0.5*logN(x).  */
2541           x = build_real (type, dconsthalf);
2542           break;
2543         CASE_CFN_CBRT:
2544           /* Prepare to do logN(cbrt(x)) -> (1/3)*logN(x).  */
2545           x = build_real_truncate (type, dconst_third ());
2546           break;
2547         default:
2548           gcc_unreachable ();
2549         }
2550       }
2551      (mult { x; } (logs @0))))))
2553  /* logN(pow(x,exponent)) -> exponent*logN(x).  */
2554  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
2555       pows (POW)
2556   (simplify
2557    (logs (pows @0 @1))
2558    (mult @1 (logs @0))))
2560  (for sqrts (SQRT)
2561       cbrts (CBRT)
2562       pows (POW)
2563       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
2564   /* sqrt(expN(x)) -> expN(x*0.5).  */
2565   (simplify
2566    (sqrts (exps @0))
2567    (exps (mult @0 { build_real (type, dconsthalf); })))
2568   /* cbrt(expN(x)) -> expN(x/3).  */
2569   (simplify
2570    (cbrts (exps @0))
2571    (exps (mult @0 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
2572   /* pow(expN(x), y) -> expN(x*y).  */
2573   (simplify
2574    (pows (exps @0) @1)
2575    (exps (mult @0 @1))))
2577  /* tan(atan(x)) -> x.  */
2578  (for tans (TAN)
2579       atans (ATAN)
2580   (simplify
2581    (tans (atans @0))
2582    @0)))
2584 /* cabs(x+0i) or cabs(0+xi) -> abs(x).  */
2585 (simplify
2586  (CABS (complex:c @0 real_zerop@1))
2587  (abs @0))
2589 /* trunc(trunc(x)) -> trunc(x), etc.  */
2590 (for fns (TRUNC FLOOR CEIL ROUND NEARBYINT RINT)
2591  (simplify
2592   (fns (fns @0))
2593   (fns @0)))
2594 /* f(x) -> x if x is integer valued and f does nothing for such values.  */
2595 (for fns (TRUNC FLOOR CEIL ROUND NEARBYINT RINT)
2596  (simplify
2597   (fns integer_valued_real_p@0)
2598   @0))
2600 /* hypot(x,0) and hypot(0,x) -> abs(x).  */
2601 (simplify
2602  (HYPOT:c @0 real_zerop@1)
2603  (abs @0))
2605 /* pow(1,x) -> 1.  */
2606 (simplify
2607  (POW real_onep@0 @1)
2608  @0)
2610 (simplify
2611  /* copysign(x,x) -> x.  */
2612  (COPYSIGN @0 @0)
2613  @0)
2615 (simplify
2616  /* copysign(x,y) -> fabs(x) if y is nonnegative.  */
2617  (COPYSIGN @0 tree_expr_nonnegative_p@1)
2618  (abs @0))
2620 (for scale (LDEXP SCALBN SCALBLN)
2621  /* ldexp(0, x) -> 0.  */
2622  (simplify
2623   (scale real_zerop@0 @1)
2624   @0)
2625  /* ldexp(x, 0) -> x.  */
2626  (simplify
2627   (scale @0 integer_zerop@1)
2628   @0)
2629  /* ldexp(x, y) -> x if x is +-Inf or NaN.  */
2630  (simplify
2631   (scale REAL_CST@0 @1)
2632   (if (!real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
2633    @0)))
2635 /* Canonicalization of sequences of math builtins.  These rules represent
2636    IL simplifications but are not necessarily optimizations.
2638    The sincos pass is responsible for picking "optimal" implementations
2639    of math builtins, which may be more complicated and can sometimes go
2640    the other way, e.g. converting pow into a sequence of sqrts.
2641    We only want to do these canonicalizations before the pass has run.  */
2643 (if (flag_unsafe_math_optimizations && canonicalize_math_p ())
2644  /* Simplify tan(x) * cos(x) -> sin(x). */
2645  (simplify
2646   (mult:c (TAN:s @0) (COS:s @0))
2647    (SIN @0))
2649  /* Simplify x * pow(x,c) -> pow(x,c+1). */
2650  (simplify
2651   (mult @0 (POW:s @0 REAL_CST@1))
2652   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
2653    (POW @0 (plus @1 { build_one_cst (type); }))))
2655  /* Simplify sin(x) / cos(x) -> tan(x). */
2656  (simplify
2657   (rdiv (SIN:s @0) (COS:s @0))
2658    (TAN @0))
2660  /* Simplify cos(x) / sin(x) -> 1 / tan(x). */
2661  (simplify
2662   (rdiv (COS:s @0) (SIN:s @0))
2663    (rdiv { build_one_cst (type); } (TAN @0)))
2665  /* Simplify sin(x) / tan(x) -> cos(x). */
2666  (simplify
2667   (rdiv (SIN:s @0) (TAN:s @0))
2668   (if (! HONOR_NANS (@0)
2669        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
2670    (COS @0)))
2672  /* Simplify tan(x) / sin(x) -> 1.0 / cos(x). */
2673  (simplify
2674   (rdiv (TAN:s @0) (SIN:s @0))
2675   (if (! HONOR_NANS (@0)
2676        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
2677    (rdiv { build_one_cst (type); } (COS @0))))
2679  /* Simplify pow(x,y) * pow(x,z) -> pow(x,y+z). */
2680  (simplify
2681   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @0 @2))
2682    (POW @0 (plus @1 @2)))
2684  /* Simplify pow(x,y) * pow(z,y) -> pow(x*z,y). */
2685  (simplify
2686   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @2 @1))
2687    (POW (mult @0 @2) @1))
2689  /* Simplify pow(x,c) / x -> pow(x,c-1). */
2690  (simplify
2691   (rdiv (POW:s @0 REAL_CST@1) @0)
2692   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
2693    (POW @0 (minus @1 { build_one_cst (type); }))))
2695  /* Simplify x / pow (y,z) -> x * pow(y,-z). */
2696  (simplify
2697   (rdiv @0 (POW:s @1 @2))
2698    (mult @0 (POW @1 (negate @2))))
2700  (for sqrts (SQRT)
2701       cbrts (CBRT)
2702       pows (POW)
2703   /* sqrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/4).  */
2704   (simplify
2705    (sqrts (sqrts @0))
2706    (pows @0 { build_real (type, dconst_quarter ()); }))
2707   /* sqrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
2708   (simplify
2709    (sqrts (cbrts @0))
2710    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
2711   /* cbrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
2712   (simplify
2713    (cbrts (sqrts @0))
2714    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
2715   /* cbrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/9), iff x is nonnegative.  */
2716   (simplify
2717    (cbrts (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0))
2718    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_ninth ()); }))
2719   /* sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5).  */
2720   (simplify
2721    (sqrts (pows @0 @1))
2722    (pows (abs @0) (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
2723   /* cbrt(pow(x,y)) -> pow(x,y/3), iff x is nonnegative.  */
2724   (simplify
2725    (cbrts (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1))
2726    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
2727   /* pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5).  */
2728   (simplify
2729    (pows (sqrts @0) @1)
2730    (pows @0 (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
2731   /* pow(cbrt(x),y) -> pow(x,y/3) iff x is nonnegative.  */
2732   (simplify
2733    (pows (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0) @1)
2734    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
2735   /* pow(pow(x,y),z) -> pow(x,y*z) iff x is nonnegative.  */
2736   (simplify
2737    (pows (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1) @2)
2738    (pows @0 (mult @1 @2))))
2740  /* cabs(x+xi) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
2741  (simplify
2742   (CABS (complex @0 @0))
2743   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
2745  /* hypot(x,x) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
2746  (simplify
2747   (HYPOT @0 @0)
2748   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
2750  /* cexp(x+yi) -> exp(x)*cexpi(y).  */
2751  (for cexps (CEXP)
2752       exps (EXP)
2753       cexpis (CEXPI)
2754   (simplify
2755    (cexps compositional_complex@0)
2756    (if (targetm.libc_has_function (function_c99_math_complex))
2757     (complex
2758      (mult (exps@1 (realpart @0)) (realpart (cexpis:type@2 (imagpart @0))))
2759      (mult @1 (imagpart @2)))))))
2761 (if (canonicalize_math_p ())
2762  /* floor(x) -> trunc(x) if x is nonnegative.  */
2763  (for floors (FLOOR)
2764       truncs (TRUNC)
2765   (simplify
2766    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
2767    (truncs @0))))
2769 (match double_value_p
2770  @0
2771  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == double_type_node)))
2772 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL
2773             BUILT_IN_FLOORL
2774             BUILT_IN_CEILL
2775             BUILT_IN_ROUNDL
2776             BUILT_IN_NEARBYINTL
2777             BUILT_IN_RINTL)
2778      tos (BUILT_IN_TRUNC
2779           BUILT_IN_FLOOR
2780           BUILT_IN_CEIL
2781           BUILT_IN_ROUND
2782           BUILT_IN_NEARBYINT
2783           BUILT_IN_RINT)
2784  /* truncl(extend(x)) -> extend(trunc(x)), etc., if x is a double.  */
2785  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
2786   (simplify
2787    (froms (convert double_value_p@0))
2788    (convert (tos @0)))))
2790 (match float_value_p
2791  @0
2792  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float_type_node)))
2793 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC
2794             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR
2795             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL
2796             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND
2797             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT
2798             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT)
2799      tos (BUILT_IN_TRUNCF BUILT_IN_TRUNCF
2800           BUILT_IN_FLOORF BUILT_IN_FLOORF
2801           BUILT_IN_CEILF BUILT_IN_CEILF
2802           BUILT_IN_ROUNDF BUILT_IN_ROUNDF
2803           BUILT_IN_NEARBYINTF BUILT_IN_NEARBYINTF
2804           BUILT_IN_RINTF BUILT_IN_RINTF)
2805  /* truncl(extend(x)) and trunc(extend(x)) -> extend(truncf(x)), etc.,
2806     if x is a float.  */
2807  (if (optimize && canonicalize_math_p ()
2808       && targetm.libc_has_function (function_c99_misc))
2809   (simplify
2810    (froms (convert float_value_p@0))
2811    (convert (tos @0)))))
2813 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL)
2814      tos (XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
2815  /* llfloorl(extend(x)) -> llfloor(x), etc., if x is a double.  */
2816  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
2817   (simplify
2818    (froms (convert double_value_p@0))
2819    (tos @0))))
2821 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL
2822             XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
2823      tos (XFLOORF XCEILF XROUNDF XRINTF)
2824  /* llfloorl(extend(x)) and llfloor(extend(x)) -> llfloorf(x), etc.,
2825     if x is a float.  */
2826  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
2827   (simplify
2828    (froms (convert float_value_p@0))
2829    (tos @0))))
2831 (if (canonicalize_math_p ())
2832  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x) if x is nonnegative.  */
2833  (for floors (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR)
2834   (simplify
2835    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
2836    (fix_trunc @0))))
2838 (if (canonicalize_math_p ())
2839  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
2840  (for fns (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR
2841            ICEIL LCEIL LLCEIL
2842            IROUND LROUND LLROUND)
2843   (simplify
2844    (fns integer_valued_real_p@0)
2845    (fix_trunc @0)))
2846  (if (!flag_errno_math)
2847   /* xrint(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
2848   (for rints (IRINT LRINT LLRINT)
2849    (simplify
2850     (rints integer_valued_real_p@0)
2851     (fix_trunc @0)))))
2853 (if (canonicalize_math_p ())
2854  (for ifn (IFLOOR ICEIL IROUND IRINT)
2855       lfn (LFLOOR LCEIL LROUND LRINT)
2856       llfn (LLFLOOR LLCEIL LLROUND LLRINT)
2857   /* Canonicalize iround (x) to lround (x) on ILP32 targets where
2858      sizeof (int) == sizeof (long).  */
2859   (if (TYPE_PRECISION (integer_type_node)
2860        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
2861    (simplify
2862     (ifn @0)
2863     (lfn:long_integer_type_node @0)))
2864   /* Canonicalize llround (x) to lround (x) on LP64 targets where
2865      sizeof (long long) == sizeof (long).  */
2866   (if (TYPE_PRECISION (long_long_integer_type_node)
2867        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
2868    (simplify
2869     (llfn @0)
2870     (lfn:long_integer_type_node @0)))))
2872 /* cproj(x) -> x if we're ignoring infinities.  */
2873 (simplify
2874  (CPROJ @0)
2875  (if (!HONOR_INFINITIES (type))
2876    @0))
2878 /* If the real part is inf and the imag part is known to be
2879    nonnegative, return (inf + 0i).  */
2880 (simplify
2881  (CPROJ (complex REAL_CST@0 tree_expr_nonnegative_p@1))
2882  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
2883   { build_complex_inf (type, false); }))
2885 /* If the imag part is inf, return (inf+I*copysign(0,imag)).  */
2886 (simplify
2887  (CPROJ (complex @0 REAL_CST@1))
2888  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
2889   { build_complex_inf (type, TREE_REAL_CST_PTR (@1)->sign); }))
2891 (for pows (POW)
2892      sqrts (SQRT)
2893      cbrts (CBRT)
2894  (simplify
2895   (pows @0 REAL_CST@1)
2896   (with {
2897     const REAL_VALUE_TYPE *value = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
2898     REAL_VALUE_TYPE tmp;
2899    }
2900    (switch
2901     /* pow(x,0) -> 1.  */
2902     (if (real_equal (value, &dconst0))
2903      { build_real (type, dconst1); })
2904     /* pow(x,1) -> x.  */
2905     (if (real_equal (value, &dconst1))
2906      @0)
2907     /* pow(x,-1) -> 1/x.  */
2908     (if (real_equal (value, &dconstm1))
2909      (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))
2910     /* pow(x,0.5) -> sqrt(x).  */
2911     (if (flag_unsafe_math_optimizations
2912          && canonicalize_math_p ()
2913          && real_equal (value, &dconsthalf))
2914      (sqrts @0))
2915     /* pow(x,1/3) -> cbrt(x).  */
2916     (if (flag_unsafe_math_optimizations
2917          && canonicalize_math_p ()
2918          && (tmp = real_value_truncate (TYPE_MODE (type), dconst_third ()),
2919              real_equal (value, &tmp)))
2920      (cbrts @0))))))
2922 /* powi(1,x) -> 1.  */
2923 (simplify
2924  (POWI real_onep@0 @1)
2925  @0)
2927 (simplify
2928  (POWI @0 INTEGER_CST@1)
2929  (switch
2930   /* powi(x,0) -> 1.  */
2931   (if (wi::eq_p (@1, 0))
2932    { build_real (type, dconst1); })
2933   /* powi(x,1) -> x.  */
2934   (if (wi::eq_p (@1, 1))
2935    @0)
2936   /* powi(x,-1) -> 1/x.  */
2937   (if (wi::eq_p (@1, -1))
2938    (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))))
2940 /* Narrowing of arithmetic and logical operations. 
2942    These are conceptually similar to the transformations performed for
2943    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
2944    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
2946 /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
2947    both operands are widening conversions from the same type as the outer
2948    narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a suitable
2949    unsigned type (to avoid introducing undefined behaviour), perform the
2950    operation and convert the result to the desired type.  */
2951 (for op (plus minus)
2952   (simplify
2953     (convert (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)))
2954     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2955          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
2956             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
2957          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2958          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2959          /* The precision of the type of each operand must match the
2960             precision of the mode of each operand, similarly for the
2961             result.  */
2962          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2963              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
2964          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2965              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
2966          && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
2967          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
2968          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2969          && types_match (@0, @1)
2970          && types_match (@0, type))
2971       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2972         (convert (op @0 @1))
2973         (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
2974          (convert (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))))))))
2976 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
2977    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
2978    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
2979    to unsigned types to avoid introducing undefined behaviour for the
2980    arithmetic operation.  */
2981 (for op (minus plus)
2982  (simplify
2983   (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
2984   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2985        /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
2986           so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
2987        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2988        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2989        /* The precision of the type of each operand must match the
2990           precision of the mode of each operand, similarly for the
2991           result.  */
2992        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2993            == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
2994        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2995            == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
2996        && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
2997        /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
2998        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2999        && types_match (@0, @1)
3000        && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
3001            <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
3002        && (wi::bit_and (@4, wi::mask (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)),
3003                         true, TYPE_PRECISION (type))) == 0))
3004    (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
3005     (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
3006      (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4))))
3007     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
3008      (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
3009                (convert:utype @4))))))))
3011 /* Transform (@0 < @1 and @0 < @2) to use min, 
3012    (@0 > @1 and @0 > @2) to use max */
3013 (for op (lt le gt ge)
3014      ext (min min max max)
3015  (simplify
3016   (bit_and (op:s @0 @1) (op:s @0 @2))
3017   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3018    (op @0 (ext @1 @2)))))
3020 (simplify
3021  /* signbit(x) -> 0 if x is nonnegative.  */
3022  (SIGNBIT tree_expr_nonnegative_p@0)
3023  { integer_zero_node; })
3025 (simplify
3026  /* signbit(x) -> x<0 if x doesn't have signed zeros.  */
3027  (SIGNBIT @0)
3028  (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@0))
3029   (convert (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))))