gcc/
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blob30383c649441687db7f3e68c9014d61e98ff349b
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 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
242    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
243    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
244    to A & ((C << N) - 1).  */
245 (match (power_of_two_cand @1)
246  INTEGER_CST@1)
247 (match (power_of_two_cand @1)
248  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
249 (for mod (trunc_mod floor_mod)
250  (simplify
251   (mod @0 (convert?@3 (power_of_two_cand@1 @2)))
252   (if ((TYPE_UNSIGNED (type)
253         || tree_expr_nonnegative_p (@0))
254         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@3))
255         && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
256    (bit_and @0 (convert (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))))
258 /* X % Y is smaller than Y.  */
259 (for cmp (lt ge)
260  (simplify
261   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
262   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
263    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
264 (for cmp (gt le)
265  (simplify
266   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
267   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
268    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
270 /* x | ~0 -> ~0  */
271 (simplify
272   (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
273   @1)
275 /* x & 0 -> 0  */
276 (simplify
277   (bit_and @0 integer_zerop@1)
278   @1)
280 /* x ^ x -> 0 */
281 (simplify
282   (bit_xor @0 @0)
283   { build_zero_cst (type); })
285 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
286 (simplify
287   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
288   (bit_not @0))
290 /* x & ~0 -> x  */
291 (simplify
292  (bit_and @0 integer_all_onesp)
293   (non_lvalue @0))
295 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
296 (for bitop (bit_and bit_ior)
297  (simplify
298   (bitop @0 @0)
299   (non_lvalue @0)))
301 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
302 (simplify
303  (plus:c @0 (bit_and@2 @0 integer_onep@1))
304  (if (single_use (@2))
305   (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1))))
307 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
308 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
309 (for bitop (bit_and bit_ior)
310  (simplify
311   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:c@2 @0 @1)))
312    (if (single_use (@2))
313     (bitop @0 (bit_not @1)))))
315 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
316 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
317 (for bitop (bit_and bit_ior)
318      rbitop (bit_ior bit_and)
319  (simplify
320   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
321   (bitop @1 @2)))
323 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
324 (simplify
325  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
326  (bit_xor @0 @1))
328 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
329 (simplify
330  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
331  (bit_and @0 @1))
333 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
334 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
335 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
336 (for op (plus bit_ior bit_xor)
337  (simplify
338   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
339   (bit_ior @0 @1)))
341 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
342 (simplify
343  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
344  (plus @0 @1))
346 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
347 (simplify
348  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
349  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
350       && !TYPE_SATURATING (type))
351   (bit_and @0 @1)))
353 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
354 (simplify
355  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
356  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
357       && !TYPE_SATURATING (type))
358   (bit_ior @0 @1)))
360 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
361 (simplify
362  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
363  (bit_and @0 @1))
365 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
366 (simplify
367  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
368  (bit_xor @0 @1))
370 (simplify
371  (abs (negate @0))
372  (abs @0))
373 (simplify
374  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
375  @0)
378 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
379    when profitable.
380    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
381    binary operation result instead of to the operands.  This allows
382    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
383    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
384 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
385  (simplify
386   (bitop (convert @0) (convert? @1))
387   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
388          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
389          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
390         || types_match (@0, @1))
391        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
392           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
393           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
394           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
395           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
396        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
397        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
398               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
399            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
400            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
401               mode.  */
402            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
403            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
404               of its mode.  */
405            || TYPE_PRECISION (type) != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))))
406    (convert (bitop @0 (convert @1))))))
408 /* Simplify (A & B) OP0 (C & B) to (A OP0 C) & B. */
409 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
410  (simplify
411   (bitop (bit_and:c @0 @1) (bit_and @2 @1))
412   (bit_and (bitop @0 @2) @1)))
414 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
415 (simplify
416   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
417   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
419 /* Combine successive equal operations with constants.  */
420 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
421  (simplify
422   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
423   (bitop @0 (bitop @1 @2))))
425 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
426    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
427 (match truth_valued_p
428  @0
429  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
430 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
431  (match truth_valued_p
432   (op @0 @1)))
433 (match truth_valued_p
434   (truth_not @0))
436 (match (logical_inverted_value @0)
437  (bit_not truth_valued_p@0))
438 (match (logical_inverted_value @0)
439  (eq @0 integer_zerop))
440 (match (logical_inverted_value @0)
441  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
442 (match (logical_inverted_value @0)
443  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
445 /* X & !X -> 0.  */
446 (simplify
447  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
448  { build_zero_cst (type); })
449 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
450 (for op (bit_ior bit_xor)
451  (simplify
452   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
453   { constant_boolean_node (true, type); }))
455 (for bitop (bit_and bit_ior)
456      rbitop (bit_ior bit_and)
457   /* (x | y) & x -> x */
458   /* (x & y) | x -> x */
459  (simplify
460   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
461   @0)
462  /* (~x | y) & x -> x & y */
463  /* (~x & y) | x -> x | y */
464  (simplify
465   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
466   (bitop @0 @1)))
468 /* If arg1 and arg2 are booleans (or any single bit type)
469    then try to simplify:
471    (~X & Y) -> X < Y
472    (X & ~Y) -> Y < X
473    (~X | Y) -> X <= Y
474    (X | ~Y) -> Y <= X
476    But only do this if our result feeds into a comparison as
477    this transformation is not always a win, particularly on
478    targets with and-not instructions.
479    -> simplify_bitwise_binary_boolean */
480 (simplify
481   (ne (bit_and:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
482   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
483        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
484    (lt @0 @1)))
485 (simplify
486   (ne (bit_ior:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
487   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
488        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
489    (le @0 @1)))
491 /* ~~x -> x */
492 (simplify
493   (bit_not (bit_not @0))
494   @0)
496 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
497 (simplify
498   (bit_ior:c (bit_and:c@3 @0 (bit_not @2)) (bit_and:c@4 @1 @2))
499   (if (single_use (@3) && single_use (@4))
500    (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0)))
503 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
504 (simplify
505   (pointer_plus (pointer_plus@2 @0 @1) @3)
506   (if (single_use (@2))
507    (pointer_plus @0 (plus @1 @3))))
509 /* Pattern match
510      tem1 = (long) ptr1;
511      tem2 = (long) ptr2;
512      tem3 = tem2 - tem1;
513      tem4 = (unsigned long) tem3;
514      tem5 = ptr1 + tem4;
515    and produce
516      tem5 = ptr2;  */
517 (simplify
518   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
519   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
520   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
521        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
522             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
523    @1))
525 /* Pattern match
526      tem = (sizetype) ptr;
527      tem = tem & algn;
528      tem = -tem;
529      ... = ptr p+ tem;
530    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
531      ... = ptr & ~algn;  */
532 (simplify
533   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
534   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), wi::bit_not (@1)); }
535    (bit_and @0 { algn; })))
538 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
539 (if (!TYPE_SATURATING (type))
541  /* Contract negates.  */
542  /* A + (-B) -> A - B */
543  (simplify
544   (plus:c (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
545   /* Apply STRIP_NOPS on @0 and the negate.  */
546   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
547        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
548        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
549    (minus (convert @0) (convert @1))))
550  /* A - (-B) -> A + B */
551  (simplify
552   (minus (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
553   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
554        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
555        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
556    (plus (convert @0) (convert @1))))
557  /* -(-A) -> A */
558  (simplify
559   (negate (convert? (negate @1)))
560   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
561        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
562    (convert @1)))
564  /* We can't reassociate floating-point or fixed-point plus or minus
565     because of saturation to +-Inf.  */
566  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
568   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
569      irrespective of overflow issues.  */
570   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
571   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
572   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
573   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
574   (simplify
575     (minus (plus:c @0 @1) @0)
576     @1)
577   (simplify
578     (minus (minus @0 @1) @0)
579     (negate @1))
580   (simplify
581     (plus:c (minus @0 @1) @1)
582     @0)
583   (simplify
584    (minus @0 (plus:c @0 @1))
585    (negate @1))
586   (simplify
587    (minus @0 (minus @0 @1))
588    @1)
590   /* (A +- CST) +- CST -> A + CST  */
591   (for outer_op (plus minus)
592    (for inner_op (plus minus)
593     (simplify
594      (outer_op (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
595      /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
596         as we would introduce undefined overflow, for example
597         with (a - 1) + INT_MIN.  */
598      (with { tree cst = fold_binary (outer_op == inner_op
599                                      ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
600       (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
601        (inner_op @0 { cst; } ))))))
603   /* (CST - A) +- CST -> CST - A  */
604   (for outer_op (plus minus)
605    (simplify
606     (outer_op (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0) CONSTANT_CLASS_P@2)
607     (with { tree cst = fold_binary (outer_op, type, @1, @2); }
608      (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
609       (minus { cst; } @0)))))
611   /* ~A + A -> -1 */
612   (simplify
613    (plus:c (bit_not @0) @0)
614    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
615     { build_all_ones_cst (type); }))
617   /* ~A + 1 -> -A */
618   (simplify
619    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
620    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
621     (negate (convert @0))))
623   /* -A - 1 -> ~A */
624   (simplify
625    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
626    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
627         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
628     (bit_not (convert @0))))
630   /* -1 - A -> ~A */
631   (simplify
632    (minus integer_all_onesp @0)
633    (bit_not @0))
635   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
636   (for add (plus pointer_plus)
637    (simplify
638     (minus (convert (add @0 @1))
639      (convert @0))
640     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
641          /* For integer types, if A has a smaller type
642             than T the result depends on the possible
643             overflow in P + A.
644             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
645             However, if an overflow in P + A would cause
646             undefined behavior, we can assume that there
647             is no overflow.  */
648          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
649              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
650          /* For pointer types, if the conversion of A to the
651             final type requires a sign- or zero-extension,
652             then we have to punt - it is not defined which
653             one is correct.  */
654          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
655              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
656              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
657      (convert @1))))))
660 /* Simplifications of MIN_EXPR and MAX_EXPR.  */
662 (for minmax (min max)
663  (simplify
664   (minmax @0 @0)
665   @0))
666 (simplify
667  (min @0 @1)
668  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
669       && TYPE_MIN_VALUE (type)
670       && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
671   @1))
672 (simplify
673  (max @0 @1)
674  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
675       && TYPE_MAX_VALUE (type)
676       && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
677   @1))
680 /* Simplifications of shift and rotates.  */
682 (for rotate (lrotate rrotate)
683  (simplify
684   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
685   @0))
687 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
688 (simplify
689  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
690  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
691       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
692   @0))
694 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
695  (simplify
696   (shiftrotate @0 integer_zerop)
697   (non_lvalue @0))
698  (simplify
699   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
700   @0)
701  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
702     if vector2 is uniform.  */
703  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
704   (simplify
705    (shiftrotate @0 vec@1)
706    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
707     (if (tem)
708      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
710 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
711    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
712 (simplify
713  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
714  (rrotate @0 { fold_binary (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
715                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
716                                            element_precision (type)), @1); }))
718 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
719    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
720 (for cmp (ne eq)
721      icmp (eq ne)
722  (simplify
723   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
724   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
726 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
727    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
728    if CST2 != 0.  */
729 (for cmp (ne eq)
730  (simplify
731   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
732   (with { int cand = wi::ctz (@2) - wi::ctz (@0); }
733    (if (cand < 0
734         || (!integer_zerop (@2)
735             && wi::ne_p (wi::lshift (@0, cand), @2)))
736     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
737    (if (!integer_zerop (@2)
738         && wi::eq_p (wi::lshift (@0, cand), @2))
739     (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); })))))
741 /* Simplifications of conversions.  */
743 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
744 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
745  (simplify
746   (cvt @0)
747   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
748        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
749    @0)))
751 /* Contract view-conversions.  */
752 (simplify
753   (view_convert (view_convert @0))
754   (view_convert @0))
756 /* For integral conversions with the same precision or pointer
757    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
758 (simplify
759   (view_convert @0)
760   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
761        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
762        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
763    (convert @0)))
765 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size.  */
766 (simplify
767   (view_convert (convert@0 @1))
768   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
769        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
770        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
771        && (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))))
772    (view_convert @1)))
774 /* Re-association barriers around constants and other re-association
775    barriers can be removed.  */
776 (simplify
777  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
778  @0)
779 (simplify
780  (paren (paren@1 @0))
781  @1)
783 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
784 (for ocvt (convert float fix_trunc)
785  (for icvt (convert float)
786   (simplify
787    (ocvt (icvt@1 @0))
788    (with
789     {
790       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
791       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
792       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
793       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
794       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
795       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
796       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
797       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
798       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
799       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
800       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
801       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
802       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
803       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
804       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
805       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
806       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
807       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
808       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
809       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
810     }
811    /* In addition to the cases of two conversions in a row
812       handled below, if we are converting something to its own
813       type via an object of identical or wider precision, neither
814       conversion is needed.  */
815    (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
816          || (GENERIC
817              && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
818         && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
819             || (inter_float && final_float))
820         && inter_prec >= final_prec)
821     (ocvt @0))
823    /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
824       float or both integer, we don't need the middle conversion if the
825       former is wider than the latter and doesn't change the signedness
826       (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
827       then we sometimes need the middle conversion.  Likewise if the
828       final type has a precision not equal to the size of its mode.  */
829    (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
830         && (final_int || final_float)
831         && inter_prec >= inside_prec
832         && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp)
833         && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
834               && TYPE_MODE (type) == TYPE_MODE (inter_type)))
835     (ocvt @0))
837    /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
838       replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
839       final conversion does not change precision we can drop the
840       intermediate conversion.  */
841    (if (inside_int && inter_int && final_int
842         && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
843              && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
844             || final_prec == inter_prec))
845     (ocvt @0))
847    /* Two conversions in a row are not needed unless:
848         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
849         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
850         - the intermediate type is narrower than both initial and
851           final, or
852         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
853           and the outermost type is wider than the intermediate, or
854         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
855           intermediate and final types differ, or
856         - the final type is a pointer type and the precisions of the
857           initial and intermediate types differ.  */
858    (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
859         && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
860         && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
861         && ! (inside_int && inter_int
862               && inter_unsignedp != inside_unsignedp
863               && inter_prec < final_prec)
864         && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
865             == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
866         && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
867         && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec)
868         && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
869               && TYPE_MODE (type) == TYPE_MODE (inter_type)))
870     (ocvt @0))
872    /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
873       canonicalized as bitwise and of a mask.  */
874    (if (final_int && inter_int && inside_int
875         && final_prec == inside_prec
876         && final_prec > inter_prec
877         && inter_unsignedp)
878     (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
879                              (inside_type,
880                               wi::mask (inter_prec, false,
881                                         TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
883    /* If we are converting an integer to a floating-point that can
884       represent it exactly and back to an integer, we can skip the
885       floating-point conversion.  */
886    (if (GIMPLE /* PR66211 */
887         && inside_int && inter_float && final_int &&
888         (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
889         >= inside_prec - !inside_unsignedp)
890     (convert @0))))))
892 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
893    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
894    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
895 (simplify
896   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
897   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
898        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
899        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
900        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
901                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
902    (convert @0)))
905 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
906 (simplify
907   (mult (convert? (exact_div @0 @1)) @1)
908   /* Look through a sign-changing conversion.  */
909   (convert @0))
911 /* Canonicalization of binary operations.  */
913 /* Convert X + -C into X - C.  */
914 (simplify
915  (plus @0 REAL_CST@1)
916  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
917   (with { tree tem = fold_unary (NEGATE_EXPR, type, @1); }
918    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
919     (minus @0 { tem; })))))
921 /* Convert x+x into x*2.0.  */
922 (simplify
923  (plus @0 @0)
924  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
925   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })))
927 (simplify
928  (minus integer_zerop @1)
929  (negate @1))
931 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
932    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
933    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
934 (simplify
935  (minus real_zerop@0 @1)
936  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
937   (negate @1)))
939 /* Transform x * -1 into -x.  */
940 (simplify
941  (mult @0 integer_minus_onep)
942  (negate @0))
944 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
945 (simplify
946  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
947  @0)
948 (simplify
949  (realpart (complex @0 @1))
950  @0)
951 (simplify
952  (imagpart (complex @0 @1))
953  @1)
956 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
957 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
958  (simplify
959   (bswap (bswap @0))
960   @0)
961  (simplify
962   (bswap (bit_not (bswap @0)))
963   (bit_not @0))
964  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
965   (simplify
966    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
967    (bitop @0 (bswap @1)))))
970 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
972 /* Simplify constant conditions.
973    Only optimize constant conditions when the selected branch
974    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
975    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
976    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
977    this one as we depend on doing this transform before possibly
978    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
979    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
980    genmatch cannot handle.  */
981 (simplify
982  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
983  (if (integer_zerop (@0)
984       && (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
985           || VOID_TYPE_P (type)))
986   @2)
987  (if (!integer_zerop (@0)
988       && (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
989           || VOID_TYPE_P (type)))
990   @1))
991 (simplify
992  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
993  (if (integer_all_onesp (@0))
994   @1)
995  (if (integer_zerop (@0))
996   @2))
998 (for cnd (cond vec_cond)
999  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
1000  (simplify
1001   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
1002   (cnd @0 @1 @3))
1003  (simplify
1004   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
1005   (cnd @0 @1 @3))
1007  /* A ? B : B -> B.  */
1008  (simplify
1009   (cnd @0 @1 @1)
1010   @1)
1012  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
1013  (simplify
1014   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
1015   (cnd @0 @2 @1)))
1017 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C), since vector comparisons
1018    return all-1 or all-0 results.  */
1019 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
1020    but that isn't necessarily a win on its own.  */
1021 (simplify
1022  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
1023  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1024       && TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type) == TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0))
1025       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
1026           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
1027   (minus @3 (view_convert @0))))
1029 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C).  */
1030 (simplify
1031  (minus @3 (view_convert? (vec_cond @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
1032  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1033       && TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type) == TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0))
1034       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
1035           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
1036   (plus @3 (view_convert @0))))
1038 /* Simplifications of comparisons.  */
1040 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
1041    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
1042    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
1043    that with expression code iteration.  */
1044 (for cmp (tcc_comparison)
1045      icmp (inverted_tcc_comparison)
1046      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
1047  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
1048     and handle some more cases by using
1049       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
1050     here but for that genmatch would need to "inline" that.
1051     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
1052  (simplify
1053   (bit_not (cmp @0 @1))
1054   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1055        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
1056    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
1057       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
1058       a computed operator in the replacement tree thus we have
1059       to play the trick below.  */
1060    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
1061              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
1062     (if (ic == icmp)
1063      (icmp @0 @1))
1064     (if (ic == ncmp)
1065      (ncmp @0 @1)))))
1066  (simplify
1067   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
1068   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
1069             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
1070    (if (ic == icmp)
1071     (icmp @0 @1))
1072    (if (ic == ncmp)
1073     (ncmp @0 @1)))))
1075 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
1076 (simplify
1077  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
1078  (if (types_match (@0, @1))
1079   (unordered @0 @1)))
1080 (simplify
1081  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
1082  (if (types_match (@0, @1))
1083   (ordered @0 @1)))
1084 (simplify
1085  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
1086  @2)
1087 (simplify
1088  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
1089  @2)
1091 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
1092 (for cmp (tcc_comparison)
1093      scmp (swapped_tcc_comparison)
1094  (simplify
1095   (cmp (negate @0) (negate @1))
1096   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1097        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1098            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
1099    (scmp @0 @1)))
1100  (simplify
1101   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
1102   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1103        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1104            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
1105    (with { tree tem = fold_unary (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
1106     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
1107      (scmp @0 { tem; }))))))
1109 /* Simplification of math builtins.  */
1111 (define_operator_list LOG BUILT_IN_LOGF BUILT_IN_LOG BUILT_IN_LOGL)
1112 (define_operator_list EXP BUILT_IN_EXPF BUILT_IN_EXP BUILT_IN_EXPL)
1113 (define_operator_list LOG2 BUILT_IN_LOG2F BUILT_IN_LOG2 BUILT_IN_LOG2L)
1114 (define_operator_list EXP2 BUILT_IN_EXP2F BUILT_IN_EXP2 BUILT_IN_EXP2L)
1115 (define_operator_list LOG10 BUILT_IN_LOG10F BUILT_IN_LOG10 BUILT_IN_LOG10L)
1116 (define_operator_list EXP10 BUILT_IN_EXP10F BUILT_IN_EXP10 BUILT_IN_EXP10L)
1117 (define_operator_list POW BUILT_IN_POWF BUILT_IN_POW BUILT_IN_POWL)
1118 (define_operator_list POW10 BUILT_IN_POW10F BUILT_IN_POW10 BUILT_IN_POW10L)
1119 (define_operator_list SQRT BUILT_IN_SQRTF BUILT_IN_SQRT BUILT_IN_SQRTL)
1120 (define_operator_list CBRT BUILT_IN_CBRTF BUILT_IN_CBRT BUILT_IN_CBRTL)
1123 /* fold_builtin_logarithm */
1124 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
1125  /* Special case, optimize logN(expN(x)) = x.  */
1126  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
1127       exps (EXP EXP2 EXP10)
1128   (simplify
1129    (logs (exps @0))
1130     @0))
1131  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
1132     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
1133     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
1134  (for logs (LOG LOG LOG LOG
1135             LOG2 LOG2 LOG2 LOG2
1136             LOG10 LOG10 LOG10 LOG10)
1137       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
1138   (simplify
1139    (logs (exps @0))
1140    (with {
1141      tree x;
1142      switch (exps)
1143        {
1144        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP):
1145          /* Prepare to do logN(exp(exponent) -> exponent*logN(e).  */
1146          x = build_real (type, real_value_truncate (TYPE_MODE (type),
1147                                                     dconst_e ()));
1148          break;
1149        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP2):
1150          /* Prepare to do logN(exp2(exponent) -> exponent*logN(2).  */
1151          x = build_real (type, dconst2);
1152          break;
1153        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP10):
1154        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_POW10):
1155          /* Prepare to do logN(exp10(exponent) -> exponent*logN(10).  */
1156          {
1157            REAL_VALUE_TYPE dconst10;
1158            real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
1159            x = build_real (type, dconst10);
1160          }
1161          break;
1162        }
1163      }
1164     (mult (logs { x; }) @0))))
1165  (for logs (LOG LOG
1166             LOG2 LOG2
1167             LOG10 LOG10)
1168       exps (SQRT CBRT)
1169   (simplify
1170    (logs (exps @0))
1171    (with {
1172      tree x;
1173      switch (exps)
1174        {
1175        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_SQRT):
1176          /* Prepare to do logN(sqrt(x) -> 0.5*logN(x).  */
1177          x = build_real (type, dconsthalf);
1178          break;
1179        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_CBRT):
1180          /* Prepare to do logN(cbrt(x) -> (1/3)*logN(x).  */
1181          x = build_real (type, real_value_truncate (TYPE_MODE (type),
1182                                                     dconst_third ()));
1183          break;
1184        }
1185      }
1186     (mult { x; } (logs @0)))))
1187  /* logN(pow(x,exponent) -> exponent*logN(x).  */
1188  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
1189       pows (POW)
1190   (simplify
1191    (logs (pows @0 @1))
1192    (mult @1 (logs @0)))))
1194 /* Narrowing of arithmetic and logical operations. 
1196    These are conceptually similar to the transformations performed for
1197    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
1198    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
1200 /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
1201    both operands are widening conversions from the same type as the outer
1202    narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a suitable
1203    unsigned type (to avoid introducing undefined behaviour), perform the
1204    operation and convert the result to the desired type.  */
1205 (for op (plus minus)
1206   (simplify
1207     (convert (op@4 (convert@2 @0) (convert@3 @1)))
1208     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1209          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
1210             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
1211          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1212          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1213          /* The precision of the type of each operand must match the
1214             precision of the mode of each operand, similarly for the
1215             result.  */
1216          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1217              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
1218          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
1219              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
1220          && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1221          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
1222          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1223          && types_match (@0, @1)
1224          && types_match (@0, type)
1225          && single_use (@4))
1226       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1227         (convert (op @0 @1)))
1228       (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1229         (convert (op (convert:utype @0) (convert:utype @1)))))))
1231 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
1232    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
1233    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
1234    to unsigned types to avoid introducing undefined behaviour for the
1235    arithmetic operation.  */
1236 (for op (minus plus)
1237   (simplify
1238     (bit_and (op@5 (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
1239     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1240          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
1241             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
1242          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1243          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1244          /* The precision of the type of each operand must match the
1245             precision of the mode of each operand, similarly for the
1246             result.  */
1247          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1248              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
1249          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
1250              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
1251          && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1252          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
1253          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1254          && types_match (@0, @1)
1255          && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
1256              <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
1257          && (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
1258              || tree_int_cst_sgn (@4) >= 0)
1259          && single_use (@5))
1260       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1261         (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
1262           (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4)))))
1263       (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1264         (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
1265                           (convert:utype @4)))))))