2015-05-12 Pierre-Marie de Rodat <derodat@adacore.com>
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blob51a950acaa960c49afb17db612856ca61f6926eb
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         || types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
293        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
294           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
295           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
296           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
297           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
298        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
299        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
300               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
301            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
302            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
303               mode.  */
304            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
305            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
306               of its mode.  */
307            || TYPE_PRECISION (type) != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))))
308    (convert (bitop @0 (convert @1))))))
310 /* Simplify (A & B) OP0 (C & B) to (A OP0 C) & B. */
311 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
312  (simplify
313   (bitop (bit_and:c @0 @1) (bit_and @2 @1))
314   (bit_and (bitop @0 @2) @1)))
316 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
317 (simplify
318   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
319   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
321 /* Combine successive equal operations with constants.  */
322 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
323  (simplify
324   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
325   (bitop @0 (bitop @1 @2))))
327 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
328    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
329 (match truth_valued_p
330  @0
331  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
332 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
333  (match truth_valued_p
334   (op @0 @1)))
335 (match truth_valued_p
336   (truth_not @0))
338 (match (logical_inverted_value @0)
339  (bit_not truth_valued_p@0))
340 (match (logical_inverted_value @0)
341  (eq @0 integer_zerop))
342 (match (logical_inverted_value @0)
343  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
344 (match (logical_inverted_value @0)
345  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
347 /* X & !X -> 0.  */
348 (simplify
349  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
350  { build_zero_cst (type); })
351 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
352 (for op (bit_ior bit_xor)
353  (simplify
354   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
355   { constant_boolean_node (true, type); }))
357 (for bitop (bit_and bit_ior)
358      rbitop (bit_ior bit_and)
359   /* (x | y) & x -> x */
360   /* (x & y) | x -> x */
361  (simplify
362   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
363   @0)
364  /* (~x | y) & x -> x & y */
365  /* (~x & y) | x -> x | y */
366  (simplify
367   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
368   (bitop @0 @1)))
370 /* If arg1 and arg2 are booleans (or any single bit type)
371    then try to simplify:
373    (~X & Y) -> X < Y
374    (X & ~Y) -> Y < X
375    (~X | Y) -> X <= Y
376    (X | ~Y) -> Y <= X
378    But only do this if our result feeds into a comparison as
379    this transformation is not always a win, particularly on
380    targets with and-not instructions.
381    -> simplify_bitwise_binary_boolean */
382 (simplify
383   (ne (bit_and:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
384   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
385        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
386    (lt @0 @1)))
387 (simplify
388   (ne (bit_ior:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
389   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
390        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
391    (le @0 @1)))
393 /* ~~x -> x */
394 (simplify
395   (bit_not (bit_not @0))
396   @0)
398 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
399 (simplify
400   (bit_ior:c (bit_and:c@3 @0 (bit_not @2)) (bit_and:c@4 @1 @2))
401   (if ((TREE_CODE (@3) != SSA_NAME || has_single_use (@3))
402         && (TREE_CODE (@4) != SSA_NAME || has_single_use (@4)))
403    (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0)))
406 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
407 (simplify
408   (pointer_plus (pointer_plus@2 @0 @1) @3)
409   (if (TREE_CODE (@2) != SSA_NAME || has_single_use (@2))
410    (pointer_plus @0 (plus @1 @3))))
412 /* Pattern match
413      tem1 = (long) ptr1;
414      tem2 = (long) ptr2;
415      tem3 = tem2 - tem1;
416      tem4 = (unsigned long) tem3;
417      tem5 = ptr1 + tem4;
418    and produce
419      tem5 = ptr2;  */
420 (simplify
421   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
422   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
423   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
424        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
425             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
426    @1))
428 /* Pattern match
429      tem = (sizetype) ptr;
430      tem = tem & algn;
431      tem = -tem;
432      ... = ptr p+ tem;
433    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
434      ... = ptr & ~algn;  */
435 (simplify
436   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
437   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), wi::bit_not (@1)); }
438    (bit_and @0 { algn; })))
441 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
442 (if (!TYPE_SATURATING (type))
444  /* Contract negates.  */
445  /* A + (-B) -> A - B */
446  (simplify
447   (plus:c (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
448   /* Apply STRIP_NOPS on @0 and the negate.  */
449   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
450        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
451        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
452    (minus (convert @0) (convert @1))))
453  /* A - (-B) -> A + B */
454  (simplify
455   (minus (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
456   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
457        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
458        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
459    (plus (convert @0) (convert @1))))
460  /* -(-A) -> A */
461  (simplify
462   (negate (convert? (negate @1)))
463   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
464        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
465    (convert @1)))
467  /* We can't reassociate floating-point or fixed-point plus or minus
468     because of saturation to +-Inf.  */
469  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
471   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
472      irrespective of overflow issues.  */
473   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
474   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
475   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
476   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
477   (simplify
478     (minus (plus:c @0 @1) @0)
479     @1)
480   (simplify
481     (minus (minus @0 @1) @0)
482     (negate @1))
483   (simplify
484     (plus:c (minus @0 @1) @1)
485     @0)
486   (simplify
487    (minus @0 (plus:c @0 @1))
488    (negate @1))
489   (simplify
490    (minus @0 (minus @0 @1))
491    @1)
493   /* (A +- CST) +- CST -> A + CST  */
494   (for outer_op (plus minus)
495    (for inner_op (plus minus)
496     (simplify
497      (outer_op (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
498      /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
499         as we would introduce undefined overflow, for example
500         with (a - 1) + INT_MIN.  */
501      (with { tree cst = fold_binary (outer_op == inner_op
502                                      ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
503       (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
504        (inner_op @0 { cst; } ))))))
506   /* (CST - A) +- CST -> CST - A  */
507   (for outer_op (plus minus)
508    (simplify
509     (outer_op (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0) CONSTANT_CLASS_P@2)
510     (with { tree cst = fold_binary (outer_op, type, @1, @2); }
511      (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
512       (minus { cst; } @0)))))
514   /* ~A + A -> -1 */
515   (simplify
516    (plus:c (bit_not @0) @0)
517    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
518     { build_all_ones_cst (type); }))
520   /* ~A + 1 -> -A */
521   (simplify
522    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
523    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
524     (negate (convert @0))))
526   /* -A - 1 -> ~A */
527   (simplify
528    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
529    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
530         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
531     (bit_not (convert @0))))
533   /* -1 - A -> ~A */
534   (simplify
535    (minus integer_all_onesp @0)
536    (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE)
537     (bit_not @0)))
539   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
540   (for add (plus pointer_plus)
541    (simplify
542     (minus (convert (add @0 @1))
543      (convert @0))
544     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
545          /* For integer types, if A has a smaller type
546             than T the result depends on the possible
547             overflow in P + A.
548             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
549             However, if an overflow in P + A would cause
550             undefined behavior, we can assume that there
551             is no overflow.  */
552          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
553              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
554          /* For pointer types, if the conversion of A to the
555             final type requires a sign- or zero-extension,
556             then we have to punt - it is not defined which
557             one is correct.  */
558          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
559              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
560              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
561      (convert @1))))))
564 /* Simplifications of MIN_EXPR and MAX_EXPR.  */
566 (for minmax (min max)
567  (simplify
568   (minmax @0 @0)
569   @0))
570 (simplify
571  (min @0 @1)
572  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
573       && TYPE_MIN_VALUE (type)
574       && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
575   @1))
576 (simplify
577  (max @0 @1)
578  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
579       && TYPE_MAX_VALUE (type)
580       && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
581   @1))
584 /* Simplifications of shift and rotates.  */
586 (for rotate (lrotate rrotate)
587  (simplify
588   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
589   @0))
591 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
592 (simplify
593  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
594  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
595       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
596   @0))
598 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
599  (simplify
600   (shiftrotate @0 integer_zerop)
601   (non_lvalue @0))
602  (simplify
603   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
604   @0)
605  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
606     if vector2 is uniform.  */
607  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
608   (simplify
609    (shiftrotate @0 vec@1)
610    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
611     (if (tem)
612      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
614 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
615    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
616 (simplify
617  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
618  (rrotate @0 { fold_binary (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
619                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
620                                            element_precision (type)), @1); }))
622 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
623    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
624 (for cmp (ne eq)
625      icmp (eq ne)
626  (simplify
627   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
628   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
630 /* Simplifications of conversions.  */
632 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
633 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
634  (simplify
635   (cvt @0)
636   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
637        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
638    @0)))
640 /* Contract view-conversions.  */
641 (simplify
642   (view_convert (view_convert @0))
643   (view_convert @0))
645 /* For integral conversions with the same precision or pointer
646    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
647 (simplify
648   (view_convert @0)
649   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
650        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
651        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
652    (convert @0)))
654 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size.  */
655 (simplify
656   (view_convert (convert@0 @1))
657   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
658        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
659        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
660        && (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))))
661    (view_convert @1)))
663 /* Re-association barriers around constants and other re-association
664    barriers can be removed.  */
665 (simplify
666  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
667  @0)
668 (simplify
669  (paren (paren@1 @0))
670  @1)
672 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
673 (for ocvt (convert float fix_trunc)
674  (for icvt (convert float)
675   (simplify
676    (ocvt (icvt@1 @0))
677    (with
678     {
679       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
680       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
681       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
682       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
683       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
684       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
685       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
686       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
687       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
688       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
689       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
690       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
691       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
692       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
693       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
694       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
695       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
696       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
697       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
698       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
699     }
700    /* In addition to the cases of two conversions in a row
701       handled below, if we are converting something to its own
702       type via an object of identical or wider precision, neither
703       conversion is needed.  */
704    (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
705          || (GENERIC
706              && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
707         && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
708             || (inter_float && final_float))
709         && inter_prec >= final_prec)
710     (ocvt @0))
712    /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
713       float or both integer, we don't need the middle conversion if the
714       former is wider than the latter and doesn't change the signedness
715       (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
716       then we sometimes need the middle conversion.  Likewise if the
717       final type has a precision not equal to the size of its mode.  */
718    (if (((inter_int && inside_int)
719          || (inter_float && inside_float)
720          || (inter_vec && inside_vec))
721         && inter_prec >= inside_prec
722         && (inter_float || inter_vec
723             || inter_unsignedp == inside_unsignedp)
724         && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (element_mode (type))
725               && element_mode (type) == element_mode (inter_type))
726         && ! final_ptr
727         && (! final_vec || inter_prec == inside_prec))
728     (ocvt @0))
730    /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
731       replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
732       final conversion does not change precision we can drop the
733       intermediate conversion.  */
734    (if (inside_int && inter_int && final_int
735         && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
736              && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
737             || final_prec == inter_prec))
738     (ocvt @0))
740    /* Two conversions in a row are not needed unless:
741         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
742         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
743         - the intermediate type is narrower than both initial and
744           final, or
745         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
746           and the outermost type is wider than the intermediate, or
747         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
748           intermediate and final types differ, or
749         - the final type is a pointer type and the precisions of the
750           initial and intermediate types differ.  */
751    (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
752         && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
753         && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
754         && ! (inside_int && inter_int
755               && inter_unsignedp != inside_unsignedp
756               && inter_prec < final_prec)
757         && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
758             == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
759         && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
760         && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec)
761         && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
762               && TYPE_MODE (type) == TYPE_MODE (inter_type)))
763     (ocvt @0))
765    /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
766       canonicalized as bitwise and of a mask.  */
767    (if (final_int && inter_int && inside_int
768         && final_prec == inside_prec
769         && final_prec > inter_prec
770         && inter_unsignedp)
771     (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
772                              (inside_type,
773                               wi::mask (inter_prec, false,
774                                         TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
776    /* If we are converting an integer to a floating-point that can
777       represent it exactly and back to an integer, we can skip the
778       floating-point conversion.  */
779    (if (inside_int && inter_float && final_int &&
780         (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
781         >= inside_prec - !inside_unsignedp)
782     (convert @0))))))
784 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
785    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
786    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
787 (simplify
788   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
789   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
790        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
791        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
792        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
793                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
794    (convert @0)))
797 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
798 (simplify
799   (mult (convert? (exact_div @0 @1)) @1)
800   /* Look through a sign-changing conversion.  */
801   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (type))
802    (convert @0)))
804 /* Canonicalization of binary operations.  */
806 /* Convert X + -C into X - C.  */
807 (simplify
808  (plus @0 REAL_CST@1)
809  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
810   (with { tree tem = fold_unary (NEGATE_EXPR, type, @1); }
811    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
812     (minus @0 { tem; })))))
814 /* Convert x+x into x*2.0.  */
815 (simplify
816  (plus @0 @0)
817  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
818   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })))
820 (simplify
821  (minus integer_zerop @1)
822  (negate @1))
824 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
825    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
826    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
827 (simplify
828  (minus real_zerop@0 @1)
829  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
830   (negate @1)))
832 /* Transform x * -1 into -x.  */
833 (simplify
834  (mult @0 integer_minus_onep)
835  (negate @0))
837 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
838 (simplify
839  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
840  @0)
841 (simplify
842  (realpart (complex @0 @1))
843  @0)
844 (simplify
845  (imagpart (complex @0 @1))
846  @1)
849 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
850 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
851  (simplify
852   (bswap (bswap @0))
853   @0)
854  (simplify
855   (bswap (bit_not (bswap @0)))
856   (bit_not @0))
857  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
858   (simplify
859    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
860    (bitop @0 (bswap @1)))))
863 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
865 /* Simplify constant conditions.
866    Only optimize constant conditions when the selected branch
867    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
868    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
869    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
870    this one as we depend on doing this transform before possibly
871    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
872    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
873    genmatch cannot handle.  */
874 (simplify
875  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
876  (if (integer_zerop (@0)
877       && (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
878           || VOID_TYPE_P (type)))
879   @2)
880  (if (!integer_zerop (@0)
881       && (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
882           || VOID_TYPE_P (type)))
883   @1))
884 (simplify
885  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
886  (if (integer_all_onesp (@0))
887   @1)
888  (if (integer_zerop (@0))
889   @2))
891 (for cnd (cond vec_cond)
892  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
893  (simplify
894   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
895   (cnd @0 @1 @3))
896  (simplify
897   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
898   (cnd @0 @1 @3))
900  /* A ? B : B -> B.  */
901  (simplify
902   (cnd @0 @1 @1)
903   @1)
905  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
906  (simplify
907   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
908   (cnd @0 @2 @1)))
911 /* Simplifications of comparisons.  */
913 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
914    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
915    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
916    that with expression code iteration.  */
917 (for cmp (tcc_comparison)
918      icmp (inverted_tcc_comparison)
919      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
920  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
921     and handle some more cases by using
922       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
923     here but for that genmatch would need to "inline" that.
924     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
925  (simplify
926   (bit_not (cmp @0 @1))
927   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
928        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
929    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
930       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
931       a computed operator in the replacement tree thus we have
932       to play the trick below.  */
933    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
934              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
935     (if (ic == icmp)
936      (icmp @0 @1))
937     (if (ic == ncmp)
938      (ncmp @0 @1)))))
939  (simplify
940   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
941   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
942             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
943    (if (ic == icmp)
944     (icmp @0 @1))
945    (if (ic == ncmp)
946     (ncmp @0 @1)))))
948 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
949 (simplify
950  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
951  (if (types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
952   (unordered @0 @1)))
953 (simplify
954  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
955  @2)
957 /* Simplification of math builtins.  */
959 (define_operator_list LOG BUILT_IN_LOGF BUILT_IN_LOG BUILT_IN_LOGL)
960 (define_operator_list EXP BUILT_IN_EXPF BUILT_IN_EXP BUILT_IN_EXPL)
961 (define_operator_list LOG2 BUILT_IN_LOG2F BUILT_IN_LOG2 BUILT_IN_LOG2L)
962 (define_operator_list EXP2 BUILT_IN_EXP2F BUILT_IN_EXP2 BUILT_IN_EXP2L)
963 (define_operator_list LOG10 BUILT_IN_LOG10F BUILT_IN_LOG10 BUILT_IN_LOG10L)
964 (define_operator_list EXP10 BUILT_IN_EXP10F BUILT_IN_EXP10 BUILT_IN_EXP10L)
965 (define_operator_list POW BUILT_IN_POWF BUILT_IN_POW BUILT_IN_POWL)
966 (define_operator_list POW10 BUILT_IN_POW10F BUILT_IN_POW10 BUILT_IN_POW10L)
967 (define_operator_list SQRT BUILT_IN_SQRTF BUILT_IN_SQRT BUILT_IN_SQRTL)
968 (define_operator_list CBRT BUILT_IN_CBRTF BUILT_IN_CBRT BUILT_IN_CBRTL)
971 /* fold_builtin_logarithm */
972 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
973  /* Special case, optimize logN(expN(x)) = x.  */
974  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
975       exps (EXP EXP2 EXP10)
976   (simplify
977    (logs (exps @0))
978     @0))
979  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
980     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
981     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
982  (for logs (LOG LOG LOG LOG
983             LOG2 LOG2 LOG2 LOG2
984             LOG10 LOG10 LOG10 LOG10)
985       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
986   (simplify
987    (logs (exps @0))
988    (with {
989      tree x;
990      switch (exps)
991        {
992        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP):
993          /* Prepare to do logN(exp(exponent) -> exponent*logN(e).  */
994          x = build_real (type, real_value_truncate (TYPE_MODE (type),
995                                                     dconst_e ()));
996          break;
997        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP2):
998          /* Prepare to do logN(exp2(exponent) -> exponent*logN(2).  */
999          x = build_real (type, dconst2);
1000          break;
1001        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP10):
1002        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_POW10):
1003          /* Prepare to do logN(exp10(exponent) -> exponent*logN(10).  */
1004          {
1005            REAL_VALUE_TYPE dconst10;
1006            real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
1007            x = build_real (type, dconst10);
1008          }
1009          break;
1010        }
1011      }
1012     (mult (logs { x; }) @0))))
1013  (for logs (LOG LOG
1014             LOG2 LOG2
1015             LOG10 LOG10)
1016       exps (SQRT CBRT)
1017   (simplify
1018    (logs (exps @0))
1019    (with {
1020      tree x;
1021      switch (exps)
1022        {
1023        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_SQRT):
1024          /* Prepare to do logN(sqrt(x) -> 0.5*logN(x).  */
1025          x = build_real (type, dconsthalf);
1026          break;
1027        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_CBRT):
1028          /* Prepare to do logN(cbrt(x) -> (1/3)*logN(x).  */
1029          x = build_real (type, real_value_truncate (TYPE_MODE (type),
1030                                                     dconst_third ()));
1031          break;
1032        }
1033      }
1034     (mult { x; } (logs @0)))))
1035  /* logN(pow(x,exponent) -> exponent*logN(x).  */
1036  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
1037       pows (POW)
1038   (simplify
1039    (logs (pows @0 @1))
1040    (mult @1 (logs @0)))))
1042 /* Narrowing of arithmetic and logical operations. 
1044    These are conceptually similar to the transformations performed for
1045    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
1046    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
1048 /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
1049    both operands are widening conversions from the same type as the outer
1050    narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a suitable
1051    unsigned type (to avoid introducing undefined behaviour), perform the
1052    operation and convert the result to the desired type.  */
1053 (for op (plus minus)
1054   (simplify
1055     (convert (op@4 (convert@2 @0) (convert@3 @1)))
1056     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1057          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
1058             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
1059          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1060          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1061          /* The precision of the type of each operand must match the
1062             precision of the mode of each operand, similarly for the
1063             result.  */
1064          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1065              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
1066          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
1067              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
1068          && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1069          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
1070          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1071          && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1))
1072          && types_match (TREE_TYPE (@0), type)
1073          && single_use (@4))
1074       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1075         (convert (op @0 @1)))
1076       (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1077         (convert (op (convert:utype @0) (convert:utype @1)))))))
1079 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
1080    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
1081    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
1082    to unsigned types to avoid introducing undefined behaviour for the
1083    arithmetic operation.  */
1084 (for op (minus plus)
1085   (simplify
1086     (bit_and (op@5 (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
1087     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1088          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
1089             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
1090          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1091          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1092          /* The precision of the type of each operand must match the
1093             precision of the mode of each operand, similarly for the
1094             result.  */
1095          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1096              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
1097          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
1098              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
1099          && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1100          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
1101          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1102          && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1))
1103          && (tree_int_cst_min_precision (@4, UNSIGNED)
1104              <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
1105          && single_use (@5))
1106       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1107         (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
1108           (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4)))))
1109       (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1110         (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
1111                           (convert:utype @4)))))))