2015-05-05 Yvan Roux <yvan.roux@linaro.org>
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blob87ecaf10140780243c58b90d0909d4b6c55799c9
1 /* Match-and-simplify patterns for shared GENERIC and GIMPLE folding.
2    This file is consumed by genmatch which produces gimple-match.c
3    and generic-match.c from it.
5    Copyright (C) 2014-2015 Free Software Foundation, Inc.
6    Contributed by Richard Biener <rguenther@suse.de>
7    and Prathamesh Kulkarni  <bilbotheelffriend@gmail.com>
9 This file is part of GCC.
11 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
12 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
13 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
14 version.
16 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
17 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
18 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
19 for more details.
21 You should have received a copy of the GNU General Public License
22 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
23 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
26 /* Generic tree predicates we inherit.  */
27 (define_predicates
28    integer_onep integer_zerop integer_all_onesp integer_minus_onep
29    integer_each_onep integer_truep
30    real_zerop real_onep real_minus_onep
31    CONSTANT_CLASS_P
32    tree_expr_nonnegative_p)
34 /* Operator lists.  */
35 (define_operator_list tcc_comparison
36   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
37 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
38   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
39 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
40   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
43 /* Simplifications of operations with one constant operand and
44    simplifications to constants or single values.  */
46 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
47   (simplify
48     (op @0 integer_zerop)
49     (non_lvalue @0)))
51 /* 0 +p index -> (type)index */
52 (simplify
53  (pointer_plus integer_zerop @1)
54  (non_lvalue (convert @1)))
56 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
57    Likewise if the operands are reversed.  */
58 (simplify
59  (plus:c @0 real_zerop@1)
60  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 0))
61   (non_lvalue @0)))
63 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
64 (simplify
65  (minus @0 real_zerop@1)
66  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 1))
67   (non_lvalue @0)))
69 /* Simplify x - x.
70    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
71    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
72    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
73    is volatile.  */
74 (simplify
75  (minus @0 @0)
76  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !HONOR_NANS (type))
77   { build_zero_cst (type); }))
79 (simplify
80  (mult @0 integer_zerop@1)
81  @1)
83 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
84    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
85    same in modes with signed zeros, since multiplying a
86    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
87 (simplify
88  (mult @0 real_zerop@1)
89  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type)))
90   @1))
92 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
93    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
94 (simplify
95  (mult @0 real_onep)
96  (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type))
97       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type))
98           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
99   (non_lvalue @0)))
101 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
102 (simplify
103  (mult @0 real_minus_onep)
104   (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type))
105        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type))
106            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
107    (negate @0)))
109 /* Make sure to preserve divisions by zero.  This is the reason why
110    we don't simplify x / x to 1 or 0 / x to 0.  */
111 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
112   (simplify
113     (op @0 integer_onep)
114     (non_lvalue @0)))
116 /* X / -1 is -X.  */
117 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
118  (simplify
119    (div @0 integer_minus_onep@1)
120    (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
121     (negate @0))))
123 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
124    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
125 (simplify
126  (floor_div @0 @1)
127  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
128       && TYPE_UNSIGNED (type))
129   (trunc_div @0 @1)))
131 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
132    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
133 (for div (trunc_div exact_div)
134  (simplify
135   (div (div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
136   (with {
137     bool overflow_p;
138     wide_int mul = wi::mul (@1, @2, TYPE_SIGN (type), &overflow_p);
139    }
140    (if (!overflow_p)
141     (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))
142    (if (overflow_p
143         && (TYPE_UNSIGNED (type)
144             || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)))
145     { build_zero_cst (type); }))))
147 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
148    NaNs or Infinities.  */
149 (simplify
150  (rdiv @0 @0)
151  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
152       && ! HONOR_NANS (type)
153       && ! HONOR_INFINITIES (element_mode (type)))
154   { build_one_cst (type); }))
156 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
157    NaNs or Infinities.  */
158 (simplify
159  (rdiv:c @0 (negate @0))
160  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
161       && ! HONOR_NANS (type)
162       && ! HONOR_INFINITIES (element_mode (type)))
163   { build_minus_one_cst (type); }))
165 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
166 (simplify
167  (rdiv @0 real_onep)
168  (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type)))
169   (non_lvalue @0)))
171 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
172 (simplify
173  (rdiv @0 real_minus_onep)
174  (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type)))
175   (negate @0)))
177 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
178    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
179    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
180    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
181    tell if it is or not in a portable manner.  */
182 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
183  (simplify
184   (rdiv @0 cst@1)
185   (if (optimize)
186    (if (flag_reciprocal_math
187         && !real_zerop (@1))
188     (with
189      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
190      (if (tem)
191       (mult @0 { tem; } ))))
192    (if (cst != COMPLEX_CST)
193     (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
194      (if (inverse)
195       (mult @0 { inverse; } )))))))
197 /* Same applies to modulo operations, but fold is inconsistent here
198    and simplifies 0 % x to 0, only preserving literal 0 % 0.  */
199 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
200  /* 0 % X is always zero.  */
201  (simplify
202   (mod integer_zerop@0 @1)
203   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
204   (if (!integer_zerop (@1))
205    @0))
206  /* X % 1 is always zero.  */
207  (simplify
208   (mod @0 integer_onep)
209   { build_zero_cst (type); })
210  /* X % -1 is zero.  */
211  (simplify
212   (mod @0 integer_minus_onep@1)
213   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
214    { build_zero_cst (type); })))
216 /* X % -C is the same as X % C.  */
217 (simplify
218  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
219   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
220        && !TREE_OVERFLOW (@1)
221        && wi::neg_p (@1)
222        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
223        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
224        && !sign_bit_p (@1, @1))
225    (trunc_mod @0 (negate @1))))
227 /* x | ~0 -> ~0  */
228 (simplify
229   (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
230   @1)
232 /* x & 0 -> 0  */
233 (simplify
234   (bit_and @0 integer_zerop@1)
235   @1)
237 /* x ^ x -> 0 */
238 (simplify
239   (bit_xor @0 @0)
240   { build_zero_cst (type); })
242 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
243 (simplify
244   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
245   (bit_not @0))
247 /* x & ~0 -> x  */
248 (simplify
249  (bit_and @0 integer_all_onesp)
250   (non_lvalue @0))
252 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
253 (for bitop (bit_and bit_ior)
254  (simplify
255   (bitop @0 @0)
256   (non_lvalue @0)))
258 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
259 (simplify
260  (plus:c @0 (bit_and@2 @0 integer_onep@1))
261  (if (TREE_CODE (@2) != SSA_NAME || has_single_use (@2))
262   (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1))))
264 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
265 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
266 (for bitop (bit_and bit_ior)
267   (simplify
268     (bitop:c @0 (bit_not (bitop:c@2 @0 @1)))
269       (if (TREE_CODE (@2) != SSA_NAME || has_single_use (@2))
270         (bitop @0 (bit_not @1)))))
272 (simplify
273  (abs (negate @0))
274  (abs @0))
275 (simplify
276  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
277  @0)
280 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
281    when profitable.
282    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
283    binary operation result instead of to the operands.  This allows
284    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
285    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
286 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
287  (simplify
288   (bitop (convert @0) (convert? @1))
289   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
290          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
291          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
292         || (GIMPLE && types_compatible_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
293         || (GENERIC && TREE_TYPE (@0) == TREE_TYPE (@1)))
294        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
295           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
296           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
297           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
298           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
299        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
300        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
301               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
302            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
303            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
304               mode.  */
305            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
306            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
307               of its mode.  */
308            || TYPE_PRECISION (type) != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))))
309    (convert (bitop @0 (convert @1))))))
311 /* Simplify (A & B) OP0 (C & B) to (A OP0 C) & B. */
312 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
313  (simplify
314   (bitop (bit_and:c @0 @1) (bit_and @2 @1))
315   (bit_and (bitop @0 @2) @1)))
317 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
318 (simplify
319   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
320   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
322 /* Combine successive equal operations with constants.  */
323 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
324  (simplify
325   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
326   (bitop @0 (bitop @1 @2))))
328 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
329    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
330 (match truth_valued_p
331  @0
332  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
333 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
334  (match truth_valued_p
335   (op @0 @1)))
336 (match truth_valued_p
337   (truth_not @0))
339 (match (logical_inverted_value @0)
340  (bit_not truth_valued_p@0))
341 (match (logical_inverted_value @0)
342  (eq @0 integer_zerop))
343 (match (logical_inverted_value @0)
344  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
345 (match (logical_inverted_value @0)
346  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
348 /* X & !X -> 0.  */
349 (simplify
350  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
351  { build_zero_cst (type); })
352 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
353 (for op (bit_ior bit_xor)
354  (simplify
355   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
356   { constant_boolean_node (true, type); }))
358 (for bitop (bit_and bit_ior)
359      rbitop (bit_ior bit_and)
360   /* (x | y) & x -> x */
361   /* (x & y) | x -> x */
362  (simplify
363   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
364   @0)
365  /* (~x | y) & x -> x & y */
366  /* (~x & y) | x -> x | y */
367  (simplify
368   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
369   (bitop @0 @1)))
371 /* If arg1 and arg2 are booleans (or any single bit type)
372    then try to simplify:
374    (~X & Y) -> X < Y
375    (X & ~Y) -> Y < X
376    (~X | Y) -> X <= Y
377    (X | ~Y) -> Y <= X
379    But only do this if our result feeds into a comparison as
380    this transformation is not always a win, particularly on
381    targets with and-not instructions.
382    -> simplify_bitwise_binary_boolean */
383 (simplify
384   (ne (bit_and:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
385   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
386        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
387    (lt @0 @1)))
388 (simplify
389   (ne (bit_ior:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
390   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
391        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
392    (le @0 @1)))
394 /* ~~x -> x */
395 (simplify
396   (bit_not (bit_not @0))
397   @0)
399 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
400 (simplify
401   (bit_ior:c (bit_and:c@3 @0 (bit_not @2)) (bit_and:c@4 @1 @2))
402   (if ((TREE_CODE (@3) != SSA_NAME || has_single_use (@3))
403         && (TREE_CODE (@4) != SSA_NAME || has_single_use (@4)))
404    (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0)))
407 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
408 (simplify
409   (pointer_plus (pointer_plus@2 @0 @1) @3)
410   (if (TREE_CODE (@2) != SSA_NAME || has_single_use (@2))
411    (pointer_plus @0 (plus @1 @3))))
413 /* Pattern match
414      tem1 = (long) ptr1;
415      tem2 = (long) ptr2;
416      tem3 = tem2 - tem1;
417      tem4 = (unsigned long) tem3;
418      tem5 = ptr1 + tem4;
419    and produce
420      tem5 = ptr2;  */
421 (simplify
422   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
423   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
424   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
425        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
426             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
427    @1))
429 /* Pattern match
430      tem = (sizetype) ptr;
431      tem = tem & algn;
432      tem = -tem;
433      ... = ptr p+ tem;
434    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
435      ... = ptr & ~algn;  */
436 (simplify
437   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
438   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), wi::bit_not (@1)); }
439    (bit_and @0 { algn; })))
442 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
443 (if (!TYPE_SATURATING (type))
445  /* Contract negates.  */
446  /* A + (-B) -> A - B */
447  (simplify
448   (plus:c (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
449   /* Apply STRIP_NOPS on @0 and the negate.  */
450   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
451        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
452        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
453    (minus (convert @0) (convert @1))))
454  /* A - (-B) -> A + B */
455  (simplify
456   (minus (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
457   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
458        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
459        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
460    (plus (convert @0) (convert @1))))
461  /* -(-A) -> A */
462  (simplify
463   (negate (convert? (negate @1)))
464   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
465        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
466    (convert @1)))
468  /* We can't reassociate floating-point or fixed-point plus or minus
469     because of saturation to +-Inf.  */
470  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
472   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
473      irrespective of overflow issues.  */
474   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
475   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
476   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
477   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
478   (simplify
479     (minus (plus:c @0 @1) @0)
480     @1)
481   (simplify
482     (minus (minus @0 @1) @0)
483     (negate @1))
484   (simplify
485     (plus:c (minus @0 @1) @1)
486     @0)
487   (simplify
488    (minus @0 (plus:c @0 @1))
489    (negate @1))
490   (simplify
491    (minus @0 (minus @0 @1))
492    @1)
494   /* (A +- CST) +- CST -> A + CST  */
495   (for outer_op (plus minus)
496    (for inner_op (plus minus)
497     (simplify
498      (outer_op (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
499      /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
500         as we would introduce undefined overflow, for example
501         with (a - 1) + INT_MIN.  */
502      (with { tree cst = fold_binary (outer_op == inner_op
503                                      ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
504       (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
505        (inner_op @0 { cst; } ))))))
507   /* (CST - A) +- CST -> CST - A  */
508   (for outer_op (plus minus)
509    (simplify
510     (outer_op (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0) CONSTANT_CLASS_P@2)
511     (with { tree cst = fold_binary (outer_op, type, @1, @2); }
512      (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
513       (minus { cst; } @0)))))
515   /* ~A + A -> -1 */
516   (simplify
517    (plus:c (bit_not @0) @0)
518    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
519     { build_all_ones_cst (type); }))
521   /* ~A + 1 -> -A */
522   (simplify
523    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
524    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
525     (negate (convert @0))))
527   /* -A - 1 -> ~A */
528   (simplify
529    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
530    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
531         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
532     (bit_not (convert @0))))
534   /* -1 - A -> ~A */
535   (simplify
536    (minus integer_all_onesp @0)
537    (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE)
538     (bit_not @0)))
540   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
541   (for add (plus pointer_plus)
542    (simplify
543     (minus (convert (add @0 @1))
544      (convert @0))
545     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
546          /* For integer types, if A has a smaller type
547             than T the result depends on the possible
548             overflow in P + A.
549             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
550             However, if an overflow in P + A would cause
551             undefined behavior, we can assume that there
552             is no overflow.  */
553          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
554              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
555          /* For pointer types, if the conversion of A to the
556             final type requires a sign- or zero-extension,
557             then we have to punt - it is not defined which
558             one is correct.  */
559          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
560              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
561              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
562      (convert @1))))))
565 /* Simplifications of MIN_EXPR and MAX_EXPR.  */
567 (for minmax (min max)
568  (simplify
569   (minmax @0 @0)
570   @0))
571 (simplify
572  (min @0 @1)
573  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
574       && TYPE_MIN_VALUE (type)
575       && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
576   @1))
577 (simplify
578  (max @0 @1)
579  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
580       && TYPE_MAX_VALUE (type)
581       && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
582   @1))
585 /* Simplifications of shift and rotates.  */
587 (for rotate (lrotate rrotate)
588  (simplify
589   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
590   @0))
592 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
593 (simplify
594  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
595  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
596       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
597   @0))
599 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
600  (simplify
601   (shiftrotate @0 integer_zerop)
602   (non_lvalue @0))
603  (simplify
604   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
605   @0)
606  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
607     if vector2 is uniform.  */
608  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
609   (simplify
610    (shiftrotate @0 vec@1)
611    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
612     (if (tem)
613      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
615 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
616    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
617 (simplify
618  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
619  (rrotate @0 { fold_binary (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
620                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
621                                            element_precision (type)), @1); }))
623 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
624    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
625 (for cmp (ne eq)
626      icmp (eq ne)
627  (simplify
628   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
629   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
631 /* Simplifications of conversions.  */
633 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
634 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
635  (simplify
636   (cvt @0)
637   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
638        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
639    @0)))
641 /* Contract view-conversions.  */
642 (simplify
643   (view_convert (view_convert @0))
644   (view_convert @0))
646 /* For integral conversions with the same precision or pointer
647    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
648 (simplify
649   (view_convert @0)
650   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
651        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
652        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
653    (convert @0)))
655 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size.  */
656 (simplify
657   (view_convert (convert@0 @1))
658   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
659        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
660        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
661        && (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))))
662    (view_convert @1)))
664 /* Re-association barriers around constants and other re-association
665    barriers can be removed.  */
666 (simplify
667  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
668  @0)
669 (simplify
670  (paren (paren@1 @0))
671  @1)
673 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
674 (for ocvt (convert float fix_trunc)
675  (for icvt (convert float)
676   (simplify
677    (ocvt (icvt@1 @0))
678    (with
679     {
680       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
681       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
682       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
683       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
684       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
685       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
686       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
687       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
688       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
689       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
690       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
691       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
692       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
693       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
694       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
695       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
696       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
697       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
698       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
699       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
700     }
701    /* In addition to the cases of two conversions in a row
702       handled below, if we are converting something to its own
703       type via an object of identical or wider precision, neither
704       conversion is needed.  */
705    (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
706          || (GENERIC
707              && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
708         && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
709             || (inter_float && final_float))
710         && inter_prec >= final_prec)
711     (ocvt @0))
713    /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
714       float or both integer, we don't need the middle conversion if the
715       former is wider than the latter and doesn't change the signedness
716       (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
717       then we sometimes need the middle conversion.  Likewise if the
718       final type has a precision not equal to the size of its mode.  */
719    (if (((inter_int && inside_int)
720          || (inter_float && inside_float)
721          || (inter_vec && inside_vec))
722         && inter_prec >= inside_prec
723         && (inter_float || inter_vec
724             || inter_unsignedp == inside_unsignedp)
725         && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (element_mode (type))
726               && element_mode (type) == element_mode (inter_type))
727         && ! final_ptr
728         && (! final_vec || inter_prec == inside_prec))
729     (ocvt @0))
731    /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
732       replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
733       final conversion does not change precision we can drop the
734       intermediate conversion.  */
735    (if (inside_int && inter_int && final_int
736         && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
737              && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
738             || final_prec == inter_prec))
739     (ocvt @0))
741    /* Two conversions in a row are not needed unless:
742         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
743         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
744         - the intermediate type is narrower than both initial and
745           final, or
746         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
747           and the outermost type is wider than the intermediate, or
748         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
749           intermediate and final types differ, or
750         - the final type is a pointer type and the precisions of the
751           initial and intermediate types differ.  */
752    (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
753         && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
754         && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
755         && ! (inside_int && inter_int
756               && inter_unsignedp != inside_unsignedp
757               && inter_prec < final_prec)
758         && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
759             == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
760         && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
761         && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec)
762         && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
763               && TYPE_MODE (type) == TYPE_MODE (inter_type)))
764     (ocvt @0))
766    /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
767       canonicalized as bitwise and of a mask.  */
768    (if (final_int && inter_int && inside_int
769         && final_prec == inside_prec
770         && final_prec > inter_prec
771         && inter_unsignedp)
772     (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
773                              (inside_type,
774                               wi::mask (inter_prec, false,
775                                         TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
777    /* If we are converting an integer to a floating-point that can
778       represent it exactly and back to an integer, we can skip the
779       floating-point conversion.  */
780    (if (inside_int && inter_float && final_int &&
781         (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
782         >= inside_prec - !inside_unsignedp)
783     (convert @0))))))
785 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
786    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
787    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
788 (simplify
789   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
790   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
791        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
792        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
793        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
794                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
795    (convert @0)))
798 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
799 (simplify
800   (mult (convert? (exact_div @0 @1)) @1)
801   /* Look through a sign-changing conversion.  */
802   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (type))
803    (convert @0)))
805 /* Canonicalization of binary operations.  */
807 /* Convert X + -C into X - C.  */
808 (simplify
809  (plus @0 REAL_CST@1)
810  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
811   (with { tree tem = fold_unary (NEGATE_EXPR, type, @1); }
812    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
813     (minus @0 { tem; })))))
815 /* Convert x+x into x*2.0.  */
816 (simplify
817  (plus @0 @0)
818  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
819   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })))
821 (simplify
822  (minus integer_zerop @1)
823  (negate @1))
825 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
826    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
827    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
828 (simplify
829  (minus real_zerop@0 @1)
830  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
831   (negate @1)))
833 /* Transform x * -1 into -x.  */
834 (simplify
835  (mult @0 integer_minus_onep)
836  (negate @0))
838 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
839 (simplify
840  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
841  @0)
842 (simplify
843  (realpart (complex @0 @1))
844  @0)
845 (simplify
846  (imagpart (complex @0 @1))
847  @1)
850 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
851 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
852  (simplify
853   (bswap (bswap @0))
854   @0)
855  (simplify
856   (bswap (bit_not (bswap @0)))
857   (bit_not @0))
858  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
859   (simplify
860    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
861    (bitop @0 (bswap @1)))))
864 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
866 /* Simplify constant conditions.
867    Only optimize constant conditions when the selected branch
868    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
869    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
870    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
871    this one as we depend on doing this transform before possibly
872    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
873    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
874    genmatch cannot handle.  */
875 (simplify
876  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
877  (if (integer_zerop (@0)
878       && (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
879           || VOID_TYPE_P (type)))
880   @2)
881  (if (!integer_zerop (@0)
882       && (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
883           || VOID_TYPE_P (type)))
884   @1))
885 (simplify
886  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
887  (if (integer_all_onesp (@0))
888   @1)
889  (if (integer_zerop (@0))
890   @2))
892 (for cnd (cond vec_cond)
893  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
894  (simplify
895   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
896   (cnd @0 @1 @3))
897  (simplify
898   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
899   (cnd @0 @1 @3))
901  /* A ? B : B -> B.  */
902  (simplify
903   (cnd @0 @1 @1)
904   @1)
906  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
907  (simplify
908   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
909   (cnd @0 @2 @1)))
912 /* Simplifications of comparisons.  */
914 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
915    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
916    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
917    that with expression code iteration.  */
918 (for cmp (tcc_comparison)
919      icmp (inverted_tcc_comparison)
920      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
921  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
922     and handle some more cases by using
923       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
924     here but for that genmatch would need to "inline" that.
925     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
926  (simplify
927   (bit_not (cmp @0 @1))
928   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
929        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
930    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
931       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
932       a computed operator in the replacement tree thus we have
933       to play the trick below.  */
934    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
935              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
936     (if (ic == icmp)
937      (icmp @0 @1))
938     (if (ic == ncmp)
939      (ncmp @0 @1)))))
940  (simplify
941   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
942   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
943             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
944    (if (ic == icmp)
945     (icmp @0 @1))
946    (if (ic == ncmp)
947     (ncmp @0 @1)))))
949 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
950 (simplify
951  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
952  (if ((GIMPLE && types_compatible_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
953       || (GENERIC && TREE_TYPE (@0) == TREE_TYPE (@1)))
954   (unordered @0 @1)))
955 (simplify
956  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
957  @2)
959 /* Simplification of math builtins.  */
961 (define_operator_list LOG BUILT_IN_LOGF BUILT_IN_LOG BUILT_IN_LOGL)
962 (define_operator_list EXP BUILT_IN_EXPF BUILT_IN_EXP BUILT_IN_EXPL)
963 (define_operator_list LOG2 BUILT_IN_LOG2F BUILT_IN_LOG2 BUILT_IN_LOG2L)
964 (define_operator_list EXP2 BUILT_IN_EXP2F BUILT_IN_EXP2 BUILT_IN_EXP2L)
965 (define_operator_list LOG10 BUILT_IN_LOG10F BUILT_IN_LOG10 BUILT_IN_LOG10L)
966 (define_operator_list EXP10 BUILT_IN_EXP10F BUILT_IN_EXP10 BUILT_IN_EXP10L)
967 (define_operator_list POW BUILT_IN_POWF BUILT_IN_POW BUILT_IN_POWL)
968 (define_operator_list POW10 BUILT_IN_POW10F BUILT_IN_POW10 BUILT_IN_POW10L)
969 (define_operator_list SQRT BUILT_IN_SQRTF BUILT_IN_SQRT BUILT_IN_SQRTL)
970 (define_operator_list CBRT BUILT_IN_CBRTF BUILT_IN_CBRT BUILT_IN_CBRTL)
973 /* fold_builtin_logarithm */
974 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
975  /* Special case, optimize logN(expN(x)) = x.  */
976  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
977       exps (EXP EXP2 EXP10)
978   (simplify
979    (logs (exps @0))
980     @0))
981  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
982     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
983     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
984  (for logs (LOG LOG LOG LOG
985             LOG2 LOG2 LOG2 LOG2
986             LOG10 LOG10 LOG10 LOG10)
987       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
988   (simplify
989    (logs (exps @0))
990    (with {
991      tree x;
992      switch (exps)
993        {
994        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP):
995          /* Prepare to do logN(exp(exponent) -> exponent*logN(e).  */
996          x = build_real (type, real_value_truncate (TYPE_MODE (type),
997                                                     dconst_e ()));
998          break;
999        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP2):
1000          /* Prepare to do logN(exp2(exponent) -> exponent*logN(2).  */
1001          x = build_real (type, dconst2);
1002          break;
1003        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP10):
1004        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_POW10):
1005          /* Prepare to do logN(exp10(exponent) -> exponent*logN(10).  */
1006          {
1007            REAL_VALUE_TYPE dconst10;
1008            real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
1009            x = build_real (type, dconst10);
1010          }
1011          break;
1012        }
1013      }
1014     (mult (logs { x; }) @0))))
1015  (for logs (LOG LOG
1016             LOG2 LOG2
1017             LOG10 LOG10)
1018       exps (SQRT CBRT)
1019   (simplify
1020    (logs (exps @0))
1021    (with {
1022      tree x;
1023      switch (exps)
1024        {
1025        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_SQRT):
1026          /* Prepare to do logN(sqrt(x) -> 0.5*logN(x).  */
1027          x = build_real (type, dconsthalf);
1028          break;
1029        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_CBRT):
1030          /* Prepare to do logN(cbrt(x) -> (1/3)*logN(x).  */
1031          x = build_real (type, real_value_truncate (TYPE_MODE (type),
1032                                                     dconst_third ()));
1033          break;
1034        }
1035      }
1036     (mult { x; } (logs @0)))))
1037  /* logN(pow(x,exponent) -> exponent*logN(x).  */
1038  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
1039       pows (POW)
1040   (simplify
1041    (logs (pows @0 @1))
1042    (mult @1 (logs @0)))))
1044 /* Narrowing of arithmetic and logical operations. 
1046    These are conceptually similar to the transformations performed for
1047    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
1048    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
1050 /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
1051    both operands are widening conversions from the same type as the outer
1052    narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a suitable
1053    unsigned type (to avoid introducing undefined behaviour), perform the
1054    operation and convert the result to the desired type.  */
1055 (for op (plus minus)
1056   (simplify
1057     (convert (op (convert@2 @0) (convert@3 @1)))
1058     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1059          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
1060             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
1061          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1062          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1063          /* The precision of the type of each operand must match the
1064             precision of the mode of each operand, similarly for the
1065             result.  */
1066          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1067              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
1068          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
1069              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
1070          && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1071          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
1072          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1073          && ((GENERIC 
1074               && (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0))
1075                   == TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@1)))
1076               && (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0))
1077                   == TYPE_MAIN_VARIANT (type)))
1078              || (GIMPLE
1079                  && types_compatible_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1))
1080                  && types_compatible_p (TREE_TYPE (@0), type))))
1081       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1082         (convert (op @0 @1)))
1083       (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1084         (convert (op (convert:utype @0) (convert:utype @1)))))))