/cp
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blob0cf3d21838953a2658416e83cf38035a64f0f35a
1 /* Match-and-simplify patterns for shared GENERIC and GIMPLE folding.
2    This file is consumed by genmatch which produces gimple-match.c
3    and generic-match.c from it.
5    Copyright (C) 2014-2015 Free Software Foundation, Inc.
6    Contributed by Richard Biener <rguenther@suse.de>
7    and Prathamesh Kulkarni  <bilbotheelffriend@gmail.com>
9 This file is part of GCC.
11 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
12 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
13 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
14 version.
16 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
17 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
18 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
19 for more details.
21 You should have received a copy of the GNU General Public License
22 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
23 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
26 /* Generic tree predicates we inherit.  */
27 (define_predicates
28    integer_onep integer_zerop integer_all_onesp integer_minus_onep
29    integer_each_onep integer_truep
30    real_zerop real_onep real_minus_onep
31    CONSTANT_CLASS_P
32    tree_expr_nonnegative_p)
34 /* Operator lists.  */
35 (define_operator_list tcc_comparison
36   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
37 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
38   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
39 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
40   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
41 (define_operator_list swapped_tcc_comparison
42   gt   ge   eq ne le   lt   unordered ordered   ungt unge unlt unle uneq ltgt)
45 /* Simplifications of operations with one constant operand and
46    simplifications to constants or single values.  */
48 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
49   (simplify
50     (op @0 integer_zerop)
51     (non_lvalue @0)))
53 /* 0 +p index -> (type)index */
54 (simplify
55  (pointer_plus integer_zerop @1)
56  (non_lvalue (convert @1)))
58 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
59    Likewise if the operands are reversed.  */
60 (simplify
61  (plus:c @0 real_zerop@1)
62  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 0))
63   (non_lvalue @0)))
65 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
66 (simplify
67  (minus @0 real_zerop@1)
68  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 1))
69   (non_lvalue @0)))
71 /* Simplify x - x.
72    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
73    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
74    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
75    is volatile.  */
76 (simplify
77  (minus @0 @0)
78  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !HONOR_NANS (type))
79   { build_zero_cst (type); }))
81 (simplify
82  (mult @0 integer_zerop@1)
83  @1)
85 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
86    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
87    same in modes with signed zeros, since multiplying a
88    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
89 (simplify
90  (mult @0 real_zerop@1)
91  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type)))
92   @1))
94 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
95    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
96 (simplify
97  (mult @0 real_onep)
98  (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type))
99       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type))
100           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
101   (non_lvalue @0)))
103 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
104 (simplify
105  (mult @0 real_minus_onep)
106   (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type))
107        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type))
108            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
109    (negate @0)))
111 /* Make sure to preserve divisions by zero.  This is the reason why
112    we don't simplify x / x to 1 or 0 / x to 0.  */
113 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
114   (simplify
115     (op @0 integer_onep)
116     (non_lvalue @0)))
118 /* X / -1 is -X.  */
119 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
120  (simplify
121    (div @0 integer_minus_onep@1)
122    (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
123     (negate @0))))
125 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
126    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
127 (simplify
128  (floor_div @0 @1)
129  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
130       && TYPE_UNSIGNED (type))
131   (trunc_div @0 @1)))
133 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
134    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
135 (for div (trunc_div exact_div)
136  (simplify
137   (div (div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
138   (with {
139     bool overflow_p;
140     wide_int mul = wi::mul (@1, @2, TYPE_SIGN (type), &overflow_p);
141    }
142    (if (!overflow_p)
143     (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))
144    (if (overflow_p
145         && (TYPE_UNSIGNED (type)
146             || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)))
147     { build_zero_cst (type); }))))
149 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
150    NaNs or Infinities.  */
151 (simplify
152  (rdiv @0 @0)
153  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
154       && ! HONOR_NANS (type)
155       && ! HONOR_INFINITIES (element_mode (type)))
156   { build_one_cst (type); }))
158 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
159    NaNs or Infinities.  */
160 (simplify
161  (rdiv:c @0 (negate @0))
162  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
163       && ! HONOR_NANS (type)
164       && ! HONOR_INFINITIES (element_mode (type)))
165   { build_minus_one_cst (type); }))
167 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
168 (simplify
169  (rdiv @0 real_onep)
170  (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type)))
171   (non_lvalue @0)))
173 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
174 (simplify
175  (rdiv @0 real_minus_onep)
176  (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type)))
177   (negate @0)))
179 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
180    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
181    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
182    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
183    tell if it is or not in a portable manner.  */
184 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
185  (simplify
186   (rdiv @0 cst@1)
187   (if (optimize)
188    (if (flag_reciprocal_math
189         && !real_zerop (@1))
190     (with
191      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
192      (if (tem)
193       (mult @0 { tem; } ))))
194    (if (cst != COMPLEX_CST)
195     (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
196      (if (inverse)
197       (mult @0 { inverse; } )))))))
199 /* Same applies to modulo operations, but fold is inconsistent here
200    and simplifies 0 % x to 0, only preserving literal 0 % 0.  */
201 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
202  /* 0 % X is always zero.  */
203  (simplify
204   (mod integer_zerop@0 @1)
205   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
206   (if (!integer_zerop (@1))
207    @0))
208  /* X % 1 is always zero.  */
209  (simplify
210   (mod @0 integer_onep)
211   { build_zero_cst (type); })
212  /* X % -1 is zero.  */
213  (simplify
214   (mod @0 integer_minus_onep@1)
215   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
216    { build_zero_cst (type); }))
217  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
218  (simplify
219   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
220   @2))
222 /* X % -C is the same as X % C.  */
223 (simplify
224  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
225   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
226        && !TREE_OVERFLOW (@1)
227        && wi::neg_p (@1)
228        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
229        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
230        && !sign_bit_p (@1, @1))
231    (trunc_mod @0 (negate @1))))
233 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
234 (simplify
235  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
236  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
237       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
238       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
239   (trunc_mod @0 (convert @1))))
241 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
242 (simplify
243  (minus (convert? @0) (convert? (mult (trunc_div @0 @1) @1)))
244  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
245   (convert (trunc_mod @0 @1))))
247 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
248    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
249    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
250    to A & ((C << N) - 1).  */
251 (match (power_of_two_cand @1)
252  INTEGER_CST@1)
253 (match (power_of_two_cand @1)
254  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
255 (for mod (trunc_mod floor_mod)
256  (simplify
257   (mod @0 (convert?@3 (power_of_two_cand@1 @2)))
258   (if ((TYPE_UNSIGNED (type)
259         || tree_expr_nonnegative_p (@0))
260         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@3))
261         && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
262    (bit_and @0 (convert (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))))
264 /* X % Y is smaller than Y.  */
265 (for cmp (lt ge)
266  (simplify
267   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
268   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
269    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
270 (for cmp (gt le)
271  (simplify
272   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
273   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
274    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
276 /* x | ~0 -> ~0  */
277 (simplify
278   (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
279   @1)
281 /* x & 0 -> 0  */
282 (simplify
283   (bit_and @0 integer_zerop@1)
284   @1)
286 /* x ^ x -> 0 */
287 (simplify
288   (bit_xor @0 @0)
289   { build_zero_cst (type); })
291 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
292 (simplify
293   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
294   (bit_not @0))
296 /* x & ~0 -> x  */
297 (simplify
298  (bit_and @0 integer_all_onesp)
299   (non_lvalue @0))
301 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
302 (for bitop (bit_and bit_ior)
303  (simplify
304   (bitop @0 @0)
305   (non_lvalue @0)))
307 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
308 (simplify
309  (plus:c @0 (bit_and@2 @0 integer_onep@1))
310  (if (single_use (@2))
311   (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1))))
313 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
314 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
315 (for bitop (bit_and bit_ior)
316  (simplify
317   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:c@2 @0 @1)))
318    (if (single_use (@2))
319     (bitop @0 (bit_not @1)))))
321 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
322 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
323 (for bitop (bit_and bit_ior)
324      rbitop (bit_ior bit_and)
325  (simplify
326   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
327   (bitop @1 @2)))
329 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
330 (simplify
331  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
332  (bit_xor @0 @1))
334 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
335 (simplify
336  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
337  (bit_and @0 @1))
339 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
340 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
341 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
342 (for op (plus bit_ior bit_xor)
343  (simplify
344   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
345   (bit_ior @0 @1)))
347 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
348 (simplify
349  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
350  (plus @0 @1))
352 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
353 (simplify
354  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
355  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
356       && !TYPE_SATURATING (type))
357   (bit_and @0 @1)))
359 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
360 (simplify
361  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
362  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
363       && !TYPE_SATURATING (type))
364   (bit_ior @0 @1)))
366 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
367 (simplify
368  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
369  (bit_and @0 @1))
371 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
372 (simplify
373  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
374  (bit_xor @0 @1))
376 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
377 (simplify
378  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
379  (bit_xor @0 @1))
381 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
382 (simplify
383  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
384  (bit_and @0 @1))
386 (simplify
387  (abs (negate @0))
388  (abs @0))
389 (simplify
390  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
391  @0)
394 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
395    when profitable.
396    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
397    binary operation result instead of to the operands.  This allows
398    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
399    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
400 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
401  (simplify
402   (bitop (convert @0) (convert? @1))
403   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
404          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
405          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
406         || types_match (@0, @1))
407        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
408           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
409           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
410           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
411           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
412        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
413        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
414               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
415            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
416            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
417               mode.  */
418            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
419            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
420               of its mode.  */
421            || TYPE_PRECISION (type) != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))))
422    (convert (bitop @0 (convert @1))))))
424 /* Simplify (A & B) OP0 (C & B) to (A OP0 C) & B. */
425 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
426  (simplify
427   (bitop (bit_and:c @0 @1) (bit_and @2 @1))
428   (bit_and (bitop @0 @2) @1)))
430 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
431 (simplify
432   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
433   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
435 /* Combine successive equal operations with constants.  */
436 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
437  (simplify
438   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
439   (bitop @0 (bitop @1 @2))))
441 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
442    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
443 (match truth_valued_p
444  @0
445  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
446 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
447  (match truth_valued_p
448   (op @0 @1)))
449 (match truth_valued_p
450   (truth_not @0))
452 (match (logical_inverted_value @0)
453  (bit_not truth_valued_p@0))
454 (match (logical_inverted_value @0)
455  (eq @0 integer_zerop))
456 (match (logical_inverted_value @0)
457  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
458 (match (logical_inverted_value @0)
459  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
461 /* X & !X -> 0.  */
462 (simplify
463  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
464  { build_zero_cst (type); })
465 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
466 (for op (bit_ior bit_xor)
467  (simplify
468   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
469   { constant_boolean_node (true, type); }))
471 (for bitop (bit_and bit_ior)
472      rbitop (bit_ior bit_and)
473   /* (x | y) & x -> x */
474   /* (x & y) | x -> x */
475  (simplify
476   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
477   @0)
478  /* (~x | y) & x -> x & y */
479  /* (~x & y) | x -> x | y */
480  (simplify
481   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
482   (bitop @0 @1)))
484 /* If arg1 and arg2 are booleans (or any single bit type)
485    then try to simplify:
487    (~X & Y) -> X < Y
488    (X & ~Y) -> Y < X
489    (~X | Y) -> X <= Y
490    (X | ~Y) -> Y <= X
492    But only do this if our result feeds into a comparison as
493    this transformation is not always a win, particularly on
494    targets with and-not instructions.
495    -> simplify_bitwise_binary_boolean */
496 (simplify
497   (ne (bit_and:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
498   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
499        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
500    (lt @0 @1)))
501 (simplify
502   (ne (bit_ior:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
503   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
504        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
505    (le @0 @1)))
507 /* ~~x -> x */
508 (simplify
509   (bit_not (bit_not @0))
510   @0)
512 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
513 (simplify
514   (bit_ior:c (bit_and:c@3 @0 (bit_not @2)) (bit_and:c@4 @1 @2))
515   (if (single_use (@3) && single_use (@4))
516    (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0)))
519 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
520 (simplify
521   (pointer_plus (pointer_plus@2 @0 @1) @3)
522   (if (single_use (@2)
523        || (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST && TREE_CODE (@3) == INTEGER_CST))
524    (pointer_plus @0 (plus @1 @3))))
526 /* Pattern match
527      tem1 = (long) ptr1;
528      tem2 = (long) ptr2;
529      tem3 = tem2 - tem1;
530      tem4 = (unsigned long) tem3;
531      tem5 = ptr1 + tem4;
532    and produce
533      tem5 = ptr2;  */
534 (simplify
535   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
536   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
537   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
538        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
539             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
540    @1))
542 /* Pattern match
543      tem = (sizetype) ptr;
544      tem = tem & algn;
545      tem = -tem;
546      ... = ptr p+ tem;
547    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
548      ... = ptr & ~algn;  */
549 (simplify
550   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
551   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), wi::bit_not (@1)); }
552    (bit_and @0 { algn; })))
554 /* Try folding difference of addresses.  */
555 (simplify
556  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
557  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
558   (with { HOST_WIDE_INT diff; }
559    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
560     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
561 (simplify
562  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
563  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
564   (with { HOST_WIDE_INT diff; }
565    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
566     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
570 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
571 (if (!TYPE_SATURATING (type))
573  /* Contract negates.  */
574  /* A + (-B) -> A - B */
575  (simplify
576   (plus:c (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
577   /* Apply STRIP_NOPS on @0 and the negate.  */
578   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
579        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
580        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
581    (minus (convert @0) (convert @1))))
582  /* A - (-B) -> A + B */
583  (simplify
584   (minus (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
585   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
586        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
587        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
588    (plus (convert @0) (convert @1))))
589  /* -(-A) -> A */
590  (simplify
591   (negate (convert? (negate @1)))
592   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
593        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
594    (convert @1)))
596  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
597     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
598  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
599       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
601   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
602      irrespective of overflow issues.  */
603   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
604   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
605   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
606   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
607   (simplify
608     (minus (plus:c @0 @1) @0)
609     @1)
610   (simplify
611     (minus (minus @0 @1) @0)
612     (negate @1))
613   (simplify
614     (plus:c (minus @0 @1) @1)
615     @0)
616   (simplify
617    (minus @0 (plus:c @0 @1))
618    (negate @1))
619   (simplify
620    (minus @0 (minus @0 @1))
621    @1)
623   /* (A +- CST) +- CST -> A + CST  */
624   (for outer_op (plus minus)
625    (for inner_op (plus minus)
626     (simplify
627      (outer_op (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
628      /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
629         as we would introduce undefined overflow, for example
630         with (a - 1) + INT_MIN.  */
631      (with { tree cst = fold_binary (outer_op == inner_op
632                                      ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
633       (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
634        (inner_op @0 { cst; } ))))))
636   /* (CST - A) +- CST -> CST - A  */
637   (for outer_op (plus minus)
638    (simplify
639     (outer_op (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0) CONSTANT_CLASS_P@2)
640     (with { tree cst = fold_binary (outer_op, type, @1, @2); }
641      (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
642       (minus { cst; } @0)))))
644   /* ~A + A -> -1 */
645   (simplify
646    (plus:c (bit_not @0) @0)
647    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
648     { build_all_ones_cst (type); }))
650   /* ~A + 1 -> -A */
651   (simplify
652    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
653    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
654     (negate (convert @0))))
656   /* -A - 1 -> ~A */
657   (simplify
658    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
659    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
660         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
661     (bit_not (convert @0))))
663   /* -1 - A -> ~A */
664   (simplify
665    (minus integer_all_onesp @0)
666    (bit_not @0))
668   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
669   (for add (plus pointer_plus)
670    (simplify
671     (minus (convert (add @0 @1))
672      (convert @0))
673     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
674          /* For integer types, if A has a smaller type
675             than T the result depends on the possible
676             overflow in P + A.
677             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
678             However, if an overflow in P + A would cause
679             undefined behavior, we can assume that there
680             is no overflow.  */
681          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
682              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
683          /* For pointer types, if the conversion of A to the
684             final type requires a sign- or zero-extension,
685             then we have to punt - it is not defined which
686             one is correct.  */
687          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
688              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
689              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
690      (convert @1))))))
693 /* Simplifications of MIN_EXPR and MAX_EXPR.  */
695 (for minmax (min max)
696  (simplify
697   (minmax @0 @0)
698   @0))
699 (simplify
700  (min @0 @1)
701  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
702       && TYPE_MIN_VALUE (type)
703       && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
704   @1))
705 (simplify
706  (max @0 @1)
707  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
708       && TYPE_MAX_VALUE (type)
709       && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
710   @1))
713 /* Simplifications of shift and rotates.  */
715 (for rotate (lrotate rrotate)
716  (simplify
717   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
718   @0))
720 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
721 (simplify
722  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
723  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
724       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
725   @0))
727 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
728  (simplify
729   (shiftrotate @0 integer_zerop)
730   (non_lvalue @0))
731  (simplify
732   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
733   @0)
734  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
735     if vector2 is uniform.  */
736  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
737   (simplify
738    (shiftrotate @0 vec@1)
739    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
740     (if (tem)
741      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
743 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
744    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
745 (simplify
746  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
747  (rrotate @0 { fold_binary (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
748                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
749                                            element_precision (type)), @1); }))
751 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
752    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
753 (for cmp (ne eq)
754      icmp (eq ne)
755  (simplify
756   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
757   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
759 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
760    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
761    if CST2 != 0.  */
762 (for cmp (ne eq)
763  (simplify
764   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
765   (with { int cand = wi::ctz (@2) - wi::ctz (@0); }
766    (if (cand < 0
767         || (!integer_zerop (@2)
768             && wi::ne_p (wi::lshift (@0, cand), @2)))
769     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
770    (if (!integer_zerop (@2)
771         && wi::eq_p (wi::lshift (@0, cand), @2))
772     (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); })))))
774 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
775         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
776    if the new mask might be further optimized.  */
777 (for shift (lshift rshift)
778  (simplify
779   (bit_and (convert?@4 (shift@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
780    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
781         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
782         && tree_fits_uhwi_p (@1)
783         && tree_to_uhwi (@1) > 0
784         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
785     (with
786      {
787        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
788        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
789        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
790        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
791        unsigned int prec;
793        if (shift == LSHIFT_EXPR)
794          zerobits = ((((unsigned HOST_WIDE_INT) 1) << shiftc) - 1);
795        else if (shift == RSHIFT_EXPR
796                 && (TYPE_PRECISION (shift_type)
797                     == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (shift_type))))
798          {
799            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
800            tree arg00 = @0;
801            /* See if more bits can be proven as zero because of
802               zero extension.  */
803            if (@3 != @0
804                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
805              {
806                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
807                if ((TYPE_PRECISION (inner_type)
808                     == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (inner_type)))
809                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
810                  {
811                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
812                    /* See if we can shorten the right shift.  */
813                    if (shiftc < prec)
814                      shift_type = inner_type;
815                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
816                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
817                       is all ones.  */
818                  }
819              }
820            zerobits = ~(unsigned HOST_WIDE_INT) 0;
821            if (shiftc < prec)
822              {
823                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
824                zerobits <<= prec - shiftc;
825              }
826            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
827               can contain actually sign bits, so no transformation is
828               possible, unless MASK masks them all away.  In that
829               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
830            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
831                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
832              {
833                if ((mask & zerobits) == 0)
834                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
835                else
836                  zerobits = 0;
837              }
838          }
839      }
840      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
841      (if ((mask & zerobits) == mask)
842       { build_int_cst (type, 0); })
843      (with { newmask = mask | zerobits; }
844       (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
845        (with
846         {
847           /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
848              mode's mask.  */
849           for (prec = BITS_PER_UNIT;
850                prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
851             if (newmask == (((unsigned HOST_WIDE_INT) 1) << prec) - 1)
852               break;
853         }
854         (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
855              || newmask == ~(unsigned HOST_WIDE_INT) 0)
856          (with
857           { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
858           (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
859            (if (shift_type != TREE_TYPE (@3)
860                 && single_use (@4) && single_use (@5))
861             (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; }))
862            (if (shift_type == TREE_TYPE (@3))
863             (bit_and @4 { newmaskt; }))))))))))))
865 /* Simplifications of conversions.  */
867 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
868 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
869  (simplify
870   (cvt @0)
871   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
872        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
873    @0)))
875 /* Contract view-conversions.  */
876 (simplify
877   (view_convert (view_convert @0))
878   (view_convert @0))
880 /* For integral conversions with the same precision or pointer
881    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
882 (simplify
883   (view_convert @0)
884   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
885        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
886        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
887    (convert @0)))
889 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size.  */
890 (simplify
891   (view_convert (convert@0 @1))
892   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
893        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
894        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
895        && (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))))
896    (view_convert @1)))
898 /* Re-association barriers around constants and other re-association
899    barriers can be removed.  */
900 (simplify
901  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
902  @0)
903 (simplify
904  (paren (paren@1 @0))
905  @1)
907 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
908 (for ocvt (convert float fix_trunc)
909  (for icvt (convert float)
910   (simplify
911    (ocvt (icvt@1 @0))
912    (with
913     {
914       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
915       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
916       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
917       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
918       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
919       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
920       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
921       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
922       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
923       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
924       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
925       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
926       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
927       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
928       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
929       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
930       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
931       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
932       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
933       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
934     }
935    /* In addition to the cases of two conversions in a row
936       handled below, if we are converting something to its own
937       type via an object of identical or wider precision, neither
938       conversion is needed.  */
939    (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
940          || (GENERIC
941              && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
942         && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
943             || (inter_float && final_float))
944         && inter_prec >= final_prec)
945     (ocvt @0))
947    /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
948       float or both integer, we don't need the middle conversion if the
949       former is wider than the latter and doesn't change the signedness
950       (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
951       then we sometimes need the middle conversion.  Likewise if the
952       final type has a precision not equal to the size of its mode.  */
953    (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
954         && (final_int || final_float)
955         && inter_prec >= inside_prec
956         && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp)
957         && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
958               && TYPE_MODE (type) == TYPE_MODE (inter_type)))
959     (ocvt @0))
961    /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
962       replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
963       final conversion does not change precision we can drop the
964       intermediate conversion.  */
965    (if (inside_int && inter_int && final_int
966         && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
967              && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
968             || final_prec == inter_prec))
969     (ocvt @0))
971    /* Two conversions in a row are not needed unless:
972         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
973         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
974         - the intermediate type is narrower than both initial and
975           final, or
976         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
977           and the outermost type is wider than the intermediate, or
978         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
979           intermediate and final types differ, or
980         - the final type is a pointer type and the precisions of the
981           initial and intermediate types differ.  */
982    (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
983         && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
984         && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
985         && ! (inside_int && inter_int
986               && inter_unsignedp != inside_unsignedp
987               && inter_prec < final_prec)
988         && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
989             == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
990         && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
991         && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec)
992         && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
993               && TYPE_MODE (type) == TYPE_MODE (inter_type)))
994     (ocvt @0))
996    /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
997       canonicalized as bitwise and of a mask.  */
998    (if (final_int && inter_int && inside_int
999         && final_prec == inside_prec
1000         && final_prec > inter_prec
1001         && inter_unsignedp)
1002     (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
1003                              (inside_type,
1004                               wi::mask (inter_prec, false,
1005                                         TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
1007    /* If we are converting an integer to a floating-point that can
1008       represent it exactly and back to an integer, we can skip the
1009       floating-point conversion.  */
1010    (if (GIMPLE /* PR66211 */
1011         && inside_int && inter_float && final_int &&
1012         (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
1013         >= inside_prec - !inside_unsignedp)
1014     (convert @0))))))
1016 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
1017    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
1018    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
1019 (simplify
1020   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
1021   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1022        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1023        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1024        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
1025                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
1026    (convert @0)))
1029 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
1030 (simplify
1031   (mult (convert? (exact_div @0 @1)) @1)
1032   /* Look through a sign-changing conversion.  */
1033   (convert @0))
1035 /* Canonicalization of binary operations.  */
1037 /* Convert X + -C into X - C.  */
1038 (simplify
1039  (plus @0 REAL_CST@1)
1040  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
1041   (with { tree tem = fold_unary (NEGATE_EXPR, type, @1); }
1042    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
1043     (minus @0 { tem; })))))
1045 /* Convert x+x into x*2.0.  */
1046 (simplify
1047  (plus @0 @0)
1048  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
1049   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })))
1051 (simplify
1052  (minus integer_zerop @1)
1053  (negate @1))
1055 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
1056    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
1057    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
1058 (simplify
1059  (minus real_zerop@0 @1)
1060  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
1061   (negate @1)))
1063 /* Transform x * -1 into -x.  */
1064 (simplify
1065  (mult @0 integer_minus_onep)
1066  (negate @0))
1068 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
1069 (simplify
1070  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
1071  @0)
1072 (simplify
1073  (realpart (complex @0 @1))
1074  @0)
1075 (simplify
1076  (imagpart (complex @0 @1))
1077  @1)
1080 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
1081 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
1082  (simplify
1083   (bswap (bswap @0))
1084   @0)
1085  (simplify
1086   (bswap (bit_not (bswap @0)))
1087   (bit_not @0))
1088  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
1089   (simplify
1090    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
1091    (bitop @0 (bswap @1)))))
1094 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
1096 /* Simplify constant conditions.
1097    Only optimize constant conditions when the selected branch
1098    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
1099    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
1100    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
1101    this one as we depend on doing this transform before possibly
1102    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
1103    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
1104    genmatch cannot handle.  */
1105 (simplify
1106  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
1107  (if (integer_zerop (@0)
1108       && (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1109           || VOID_TYPE_P (type)))
1110   @2)
1111  (if (!integer_zerop (@0)
1112       && (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1113           || VOID_TYPE_P (type)))
1114   @1))
1115 (simplify
1116  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
1117  (if (integer_all_onesp (@0))
1118   @1)
1119  (if (integer_zerop (@0))
1120   @2))
1122 (for cnd (cond vec_cond)
1123  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
1124  (simplify
1125   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
1126   (cnd @0 @1 @3))
1127  (simplify
1128   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
1129   (cnd @0 @1 @3))
1131  /* A ? B : B -> B.  */
1132  (simplify
1133   (cnd @0 @1 @1)
1134   @1)
1136  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
1137  (simplify
1138   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
1139   (cnd @0 @2 @1)))
1141 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C), since vector comparisons
1142    return all-1 or all-0 results.  */
1143 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
1144    but that isn't necessarily a win on its own.  */
1145 (simplify
1146  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
1147  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1148       && TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type) == TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0))
1149       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
1150           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
1151   (minus @3 (view_convert @0))))
1153 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C).  */
1154 (simplify
1155  (minus @3 (view_convert? (vec_cond @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
1156  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1157       && TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type) == TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0))
1158       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
1159           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
1160   (plus @3 (view_convert @0))))
1162 /* Simplifications of comparisons.  */
1164 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
1165    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
1166    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
1167    that with expression code iteration.  */
1168 (for cmp (tcc_comparison)
1169      icmp (inverted_tcc_comparison)
1170      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
1171  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
1172     and handle some more cases by using
1173       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
1174     here but for that genmatch would need to "inline" that.
1175     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
1176  (simplify
1177   (bit_not (cmp @0 @1))
1178   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1179        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
1180    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
1181       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
1182       a computed operator in the replacement tree thus we have
1183       to play the trick below.  */
1184    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
1185              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
1186     (if (ic == icmp)
1187      (icmp @0 @1))
1188     (if (ic == ncmp)
1189      (ncmp @0 @1)))))
1190  (simplify
1191   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
1192   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
1193             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
1194    (if (ic == icmp)
1195     (icmp @0 @1))
1196    (if (ic == ncmp)
1197     (ncmp @0 @1)))))
1199 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
1200 (simplify
1201  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
1202  (if (types_match (@0, @1))
1203   (unordered @0 @1)))
1204 (simplify
1205  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
1206  (if (types_match (@0, @1))
1207   (ordered @0 @1)))
1208 (simplify
1209  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
1210  @2)
1211 (simplify
1212  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
1213  @2)
1215 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
1216 (for cmp (tcc_comparison)
1217      scmp (swapped_tcc_comparison)
1218  (simplify
1219   (cmp (negate @0) (negate @1))
1220   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1221        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1222            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
1223    (scmp @0 @1)))
1224  (simplify
1225   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
1226   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1227        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1228            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
1229    (with { tree tem = fold_unary (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
1230     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
1231      (scmp @0 { tem; }))))))
1234 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
1235 (for cmp (eq ne)
1237  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
1238     Similarly for NE_EXPR.  */
1239  (simplify
1240   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
1241   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
1242        && wi::bit_and_not (@1, @2) != 0)
1243    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
1245  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
1246  (simplify
1247   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
1248   (cmp @0 @1))
1250  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
1251     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
1252  (simplify
1253   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
1254   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
1256  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
1257  (simplify
1258   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
1259   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
1260    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2))))))
1262 /* Simplification of math builtins.  */
1264 (define_operator_list LOG BUILT_IN_LOGF BUILT_IN_LOG BUILT_IN_LOGL)
1265 (define_operator_list EXP BUILT_IN_EXPF BUILT_IN_EXP BUILT_IN_EXPL)
1266 (define_operator_list LOG2 BUILT_IN_LOG2F BUILT_IN_LOG2 BUILT_IN_LOG2L)
1267 (define_operator_list EXP2 BUILT_IN_EXP2F BUILT_IN_EXP2 BUILT_IN_EXP2L)
1268 (define_operator_list LOG10 BUILT_IN_LOG10F BUILT_IN_LOG10 BUILT_IN_LOG10L)
1269 (define_operator_list EXP10 BUILT_IN_EXP10F BUILT_IN_EXP10 BUILT_IN_EXP10L)
1270 (define_operator_list POW BUILT_IN_POWF BUILT_IN_POW BUILT_IN_POWL)
1271 (define_operator_list POW10 BUILT_IN_POW10F BUILT_IN_POW10 BUILT_IN_POW10L)
1272 (define_operator_list SQRT BUILT_IN_SQRTF BUILT_IN_SQRT BUILT_IN_SQRTL)
1273 (define_operator_list CBRT BUILT_IN_CBRTF BUILT_IN_CBRT BUILT_IN_CBRTL)
1276 /* fold_builtin_logarithm */
1277 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
1278  /* Special case, optimize logN(expN(x)) = x.  */
1279  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
1280       exps (EXP EXP2 EXP10)
1281   (simplify
1282    (logs (exps @0))
1283     @0))
1284  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
1285     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
1286     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
1287  (for logs (LOG LOG LOG LOG
1288             LOG2 LOG2 LOG2 LOG2
1289             LOG10 LOG10 LOG10 LOG10)
1290       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
1291   (simplify
1292    (logs (exps @0))
1293    (with {
1294      tree x;
1295      switch (exps)
1296        {
1297        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP):
1298          /* Prepare to do logN(exp(exponent) -> exponent*logN(e).  */
1299          x = build_real (type, real_value_truncate (TYPE_MODE (type),
1300                                                     dconst_e ()));
1301          break;
1302        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP2):
1303          /* Prepare to do logN(exp2(exponent) -> exponent*logN(2).  */
1304          x = build_real (type, dconst2);
1305          break;
1306        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP10):
1307        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_POW10):
1308          /* Prepare to do logN(exp10(exponent) -> exponent*logN(10).  */
1309          {
1310            REAL_VALUE_TYPE dconst10;
1311            real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
1312            x = build_real (type, dconst10);
1313          }
1314          break;
1315        }
1316      }
1317     (mult (logs { x; }) @0))))
1318  (for logs (LOG LOG
1319             LOG2 LOG2
1320             LOG10 LOG10)
1321       exps (SQRT CBRT)
1322   (simplify
1323    (logs (exps @0))
1324    (with {
1325      tree x;
1326      switch (exps)
1327        {
1328        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_SQRT):
1329          /* Prepare to do logN(sqrt(x) -> 0.5*logN(x).  */
1330          x = build_real (type, dconsthalf);
1331          break;
1332        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_CBRT):
1333          /* Prepare to do logN(cbrt(x) -> (1/3)*logN(x).  */
1334          x = build_real (type, real_value_truncate (TYPE_MODE (type),
1335                                                     dconst_third ()));
1336          break;
1337        }
1338      }
1339     (mult { x; } (logs @0)))))
1340  /* logN(pow(x,exponent) -> exponent*logN(x).  */
1341  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
1342       pows (POW)
1343   (simplify
1344    (logs (pows @0 @1))
1345    (mult @1 (logs @0)))))
1347 /* Narrowing of arithmetic and logical operations. 
1349    These are conceptually similar to the transformations performed for
1350    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
1351    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
1353 /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
1354    both operands are widening conversions from the same type as the outer
1355    narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a suitable
1356    unsigned type (to avoid introducing undefined behaviour), perform the
1357    operation and convert the result to the desired type.  */
1358 (for op (plus minus)
1359   (simplify
1360     (convert (op@4 (convert@2 @0) (convert@3 @1)))
1361     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1362          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
1363             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
1364          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1365          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1366          /* The precision of the type of each operand must match the
1367             precision of the mode of each operand, similarly for the
1368             result.  */
1369          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1370              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
1371          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
1372              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
1373          && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1374          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
1375          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1376          && types_match (@0, @1)
1377          && types_match (@0, type)
1378          && single_use (@4))
1379       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1380         (convert (op @0 @1)))
1381       (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1382         (convert (op (convert:utype @0) (convert:utype @1)))))))
1384 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
1385    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
1386    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
1387    to unsigned types to avoid introducing undefined behaviour for the
1388    arithmetic operation.  */
1389 (for op (minus plus)
1390   (simplify
1391     (bit_and (op@5 (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
1392     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1393          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
1394             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
1395          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1396          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1397          /* The precision of the type of each operand must match the
1398             precision of the mode of each operand, similarly for the
1399             result.  */
1400          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1401              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
1402          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
1403              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
1404          && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1405          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
1406          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1407          && types_match (@0, @1)
1408          && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
1409              <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
1410          && (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
1411              || tree_int_cst_sgn (@4) >= 0)
1412          && single_use (@5))
1413       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1414         (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
1415           (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4)))))
1416       (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1417         (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
1418                           (convert:utype @4)))))))