/cp
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blobeb0ba9d10a9b8ca66c23c56da0678477379daf80
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 integer_nonzerop
30    real_zerop real_onep real_minus_onep
31    CONSTANT_CLASS_P
32    tree_expr_nonnegative_p
33    integer_pow2p
34    HONOR_NANS)
36 /* Operator lists.  */
37 (define_operator_list tcc_comparison
38   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
39 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
40   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
41 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
42   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
43 (define_operator_list swapped_tcc_comparison
44   gt   ge   eq ne le   lt   unordered ordered   ungt unge unlt unle uneq ltgt)
45 (define_operator_list simple_comparison         lt   le   eq ne ge   gt)
46 (define_operator_list swapped_simple_comparison gt   ge   eq ne le   lt)
48 (define_operator_list LOG BUILT_IN_LOGF BUILT_IN_LOG BUILT_IN_LOGL)
49 (define_operator_list EXP BUILT_IN_EXPF BUILT_IN_EXP BUILT_IN_EXPL)
50 (define_operator_list LOG2 BUILT_IN_LOG2F BUILT_IN_LOG2 BUILT_IN_LOG2L)
51 (define_operator_list EXP2 BUILT_IN_EXP2F BUILT_IN_EXP2 BUILT_IN_EXP2L)
52 (define_operator_list LOG10 BUILT_IN_LOG10F BUILT_IN_LOG10 BUILT_IN_LOG10L)
53 (define_operator_list EXP10 BUILT_IN_EXP10F BUILT_IN_EXP10 BUILT_IN_EXP10L)
54 (define_operator_list POW BUILT_IN_POWF BUILT_IN_POW BUILT_IN_POWL)
55 (define_operator_list POW10 BUILT_IN_POW10F BUILT_IN_POW10 BUILT_IN_POW10L)
56 (define_operator_list SQRT BUILT_IN_SQRTF BUILT_IN_SQRT BUILT_IN_SQRTL)
57 (define_operator_list CBRT BUILT_IN_CBRTF BUILT_IN_CBRT BUILT_IN_CBRTL)
58 (define_operator_list SIN BUILT_IN_SIN BUILT_IN_SINL BUILT_IN_SINF)
59 (define_operator_list COS BUILT_IN_COS BUILT_IN_COSL BUILT_IN_COSF)
60 (define_operator_list TAN BUILT_IN_TAN BUILT_IN_TANL BUILT_IN_TANF)
61 (define_operator_list COSH BUILT_IN_COSH BUILT_IN_COSHL BUILT_IN_COSHF)
63 /* Simplifications of operations with one constant operand and
64    simplifications to constants or single values.  */
66 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
67   (simplify
68     (op @0 integer_zerop)
69     (non_lvalue @0)))
71 /* 0 +p index -> (type)index */
72 (simplify
73  (pointer_plus integer_zerop @1)
74  (non_lvalue (convert @1)))
76 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
77    Likewise if the operands are reversed.  */
78 (simplify
79  (plus:c @0 real_zerop@1)
80  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 0))
81   (non_lvalue @0)))
83 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
84 (simplify
85  (minus @0 real_zerop@1)
86  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 1))
87   (non_lvalue @0)))
89 /* Simplify x - x.
90    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
91    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
92    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
93    is volatile.  */
94 (simplify
95  (minus @0 @0)
96  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !HONOR_NANS (type))
97   { build_zero_cst (type); }))
99 (simplify
100  (mult @0 integer_zerop@1)
101  @1)
103 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
104    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
105    same in modes with signed zeros, since multiplying a
106    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
107 (simplify
108  (mult @0 real_zerop@1)
109  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
110   @1))
112 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
113    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
114 (simplify
115  (mult @0 real_onep)
116  (if (!HONOR_SNANS (type)
117       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
118           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
119   (non_lvalue @0)))
121 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
122 (simplify
123  (mult @0 real_minus_onep)
124   (if (!HONOR_SNANS (type)
125        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
126            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
127    (negate @0)))
129 /* Make sure to preserve divisions by zero.  This is the reason why
130    we don't simplify x / x to 1 or 0 / x to 0.  */
131 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
132   (simplify
133     (op @0 integer_onep)
134     (non_lvalue @0)))
136 /* X / -1 is -X.  */
137 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
138  (simplify
139    (div @0 integer_minus_onep@1)
140    (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
141     (negate @0))))
143 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
144    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
145 (simplify
146  (floor_div @0 @1)
147  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
148       && TYPE_UNSIGNED (type))
149   (trunc_div @0 @1)))
151 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
152    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
153 (for div (trunc_div exact_div)
154  (simplify
155   (div (div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
156   (with {
157     bool overflow_p;
158     wide_int mul = wi::mul (@1, @2, TYPE_SIGN (type), &overflow_p);
159    }
160    (if (!overflow_p)
161     (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
162     (if (TYPE_UNSIGNED (type)
163          || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
164      { build_zero_cst (type); })))))
166 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
167    NaNs or Infinities.  */
168 (simplify
169  (rdiv @0 @0)
170  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
171       && ! HONOR_NANS (type)
172       && ! HONOR_INFINITIES (type))
173   { build_one_cst (type); }))
175 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
176    NaNs or Infinities.  */
177 (simplify
178  (rdiv:c @0 (negate @0))
179  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
180       && ! HONOR_NANS (type)
181       && ! HONOR_INFINITIES (type))
182   { build_minus_one_cst (type); }))
184 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
185 (simplify
186  (rdiv @0 real_onep)
187  (if (!HONOR_SNANS (type))
188   (non_lvalue @0)))
190 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
191 (simplify
192  (rdiv @0 real_minus_onep)
193  (if (!HONOR_SNANS (type))
194   (negate @0)))
196 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
197    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
198    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
199    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
200    tell if it is or not in a portable manner.  */
201 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
202  (simplify
203   (rdiv @0 cst@1)
204   (if (optimize)
205    (if (flag_reciprocal_math
206         && !real_zerop (@1))
207     (with
208      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
209      (if (tem)
210       (mult @0 { tem; } )))
211     (if (cst != COMPLEX_CST)
212      (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
213       (if (inverse)
214        (mult @0 { inverse; } ))))))))
216 /* Same applies to modulo operations, but fold is inconsistent here
217    and simplifies 0 % x to 0, only preserving literal 0 % 0.  */
218 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
219  /* 0 % X is always zero.  */
220  (simplify
221   (mod integer_zerop@0 @1)
222   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
223   (if (!integer_zerop (@1))
224    @0))
225  /* X % 1 is always zero.  */
226  (simplify
227   (mod @0 integer_onep)
228   { build_zero_cst (type); })
229  /* X % -1 is zero.  */
230  (simplify
231   (mod @0 integer_minus_onep@1)
232   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
233    { build_zero_cst (type); }))
234  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
235  (simplify
236   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
237   @2)
238  /* From extract_muldiv_1: (X * C1) % C2 is zero if C1 is a multiple of C2.  */
239  (simplify
240   (mod (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
241   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
242        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
243        && wi::multiple_of_p (@1, @2, TYPE_SIGN (type)))
244    { build_zero_cst (type); })))
246 /* X % -C is the same as X % C.  */
247 (simplify
248  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
249   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
250        && !TREE_OVERFLOW (@1)
251        && wi::neg_p (@1)
252        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
253        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
254        && !sign_bit_p (@1, @1))
255    (trunc_mod @0 (negate @1))))
257 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
258 (simplify
259  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
260  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
261       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
262       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
263   (trunc_mod @0 (convert @1))))
265 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
266 (simplify
267  (minus (convert1? @0) (convert2? (mult (trunc_div @0 @1) @1)))
268  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
269   (trunc_mod (convert @0) (convert @1))))
271 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
272    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
273    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
274    to A & ((C << N) - 1).  */
275 (match (power_of_two_cand @1)
276  INTEGER_CST@1)
277 (match (power_of_two_cand @1)
278  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
279 (for mod (trunc_mod floor_mod)
280  (simplify
281   (mod @0 (convert?@3 (power_of_two_cand@1 @2)))
282   (if ((TYPE_UNSIGNED (type)
283         || tree_expr_nonnegative_p (@0))
284         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@3))
285         && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
286    (bit_and @0 (convert (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))))
288 /* Simplify (unsigned t * 2)/2 -> unsigned t & 0x7FFFFFFF.  */
289 (simplify
290  (trunc_div (mult @0 integer_pow2p@1) @1)
291  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
292   (bit_and @0 { wide_int_to_tree
293                 (type, wi::mask (TYPE_PRECISION (type) - wi::exact_log2 (@1),
294                                  false, TYPE_PRECISION (type))); })))
296 /* Simplify (unsigned t / 2) * 2 -> unsigned t & ~1.  */
297 (simplify
298  (mult (trunc_div @0 integer_pow2p@1) @1)
299  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
300   (bit_and @0 (negate @1))))
302 /* Simplify (t * 2) / 2) -> t.  */
303 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
304  (simplify
305   (div (mult @0 @1) @1)
306   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
307        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
308    @0)))
310 /* Simplify cos (-x) -> cos (x).  */
311 (for op (negate abs)
312 (for coss (COS COSH)
313  (simplify
314   (coss (op @0))
315    (coss @0))))
317 /* X % Y is smaller than Y.  */
318 (for cmp (lt ge)
319  (simplify
320   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
321   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
322    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
323 (for cmp (gt le)
324  (simplify
325   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
326   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
327    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
329 /* x | ~0 -> ~0  */
330 (simplify
331   (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
332   @1)
334 /* x & 0 -> 0  */
335 (simplify
336   (bit_and @0 integer_zerop@1)
337   @1)
339 /* ~x | x -> -1 */
340 /* ~x ^ x -> -1 */
341 /* ~x + x -> -1 */
342 (for op (bit_ior bit_xor plus)
343  (simplify
344   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
345   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
347 /* x ^ x -> 0 */
348 (simplify
349   (bit_xor @0 @0)
350   { build_zero_cst (type); })
352 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
353 (simplify
354   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
355   (bit_not @0))
357 /* x & ~0 -> x  */
358 (simplify
359  (bit_and @0 integer_all_onesp)
360   (non_lvalue @0))
362 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
363 (for bitop (bit_and bit_ior)
364  (simplify
365   (bitop @0 @0)
366   (non_lvalue @0)))
368 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
369 (simplify
370  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
371  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
373 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
374 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
375 (for bitop (bit_and bit_ior)
376  (simplify
377   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
378   (bitop @0 (bit_not @1))))
380 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
381 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
382 (for bitop (bit_and bit_ior)
383      rbitop (bit_ior bit_and)
384  (simplify
385   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
386   (bitop @1 @2)))
388 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
389 (simplify
390  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
391  (bit_xor @0 @1))
393 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
394 (simplify
395  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
396  (bit_and @0 @1))
398 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
399 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
400 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
401 (for op (plus bit_ior bit_xor)
402  (simplify
403   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
404   (bit_ior @0 @1)))
406 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
407 (simplify
408  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
409  (plus @0 @1))
411 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
412 (simplify
413  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
414  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
415       && !TYPE_SATURATING (type))
416   (bit_and @0 @1)))
418 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
419 (simplify
420  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
421  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
422       && !TYPE_SATURATING (type))
423   (bit_ior @0 @1)))
425 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
426 (simplify
427  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
428  (bit_and @0 @1))
430 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
431 (simplify
432  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
433  (bit_xor @0 @1))
435 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
436 (simplify
437  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
438  (bit_xor @0 @1))
440 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
441 (simplify
442  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
443  (bit_and @0 @1))
445 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
446    ~x | ~y -> ~(x & y) */
447 (for op (bit_and bit_ior)
448      rop (bit_ior bit_and)
449  (simplify
450   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
451   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
452        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
453    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
455 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
456    with a constant, and the two constants have no bits in common,
457    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
458    simplifications.  */
459 (for op (bit_xor plus)
460  (simplify
461   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
462       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
463   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
464        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
465        && wi::bit_and (@1, @3) == 0)
466    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
468 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
469 (simplify
470  (bit_xor:c (convert? (bit_ior:c @0 @1)) (convert? @0))
471  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
472   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
474 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
475 (simplify
476  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
477  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
478       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
479   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
481 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
482 (simplify
483  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
484  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
485   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
487 /* Fold (X & Y) ^ Y as ~X & Y.  */
488 (simplify
489  (bit_xor:c (bit_and:c @0 @1) @1)
490  (bit_and (bit_not @0) @1))
492 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
493    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
494    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
495    constants are involved.  For example, convert
496      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
497    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
498 (for op (bit_and bit_ior)
499      rop (bit_ior bit_and)
500  (simplify
501   (op (convert? (rop:c @0 @1)) (convert? (rop @0 @2)))
502   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
503    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
506 (simplify
507  (abs (abs@1 @0))
508  @1)
509 (simplify
510  (abs (negate @0))
511  (abs @0))
512 (simplify
513  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
514  @0)
516 /* A few cases of fold-const.c negate_expr_p predicate.  */
517 (match negate_expr_p
518  INTEGER_CST
519  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
520        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
521       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
522           && may_negate_without_overflow_p (t)))))
523 (match negate_expr_p
524  FIXED_CST)
525 (match negate_expr_p
526  (negate @0)
527  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))))
528 (match negate_expr_p
529  REAL_CST
530  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (t)))))
531 /* VECTOR_CST handling of non-wrapping types would recurse in unsupported
532    ways.  */
533 (match negate_expr_p
534  VECTOR_CST
535  (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (type)) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))))
537 /* -(A + B) -> (-B) - A.  */
538 (simplify
539  (negate (plus:c @0 negate_expr_p@1))
540  (if (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (element_mode (type))
541       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type)))
542   (minus (negate @1) @0)))
544 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  */
545 (simplify
546  (minus @0 negate_expr_p@1)
547  (if (!FIXED_POINT_TYPE_P (type))
548  (plus @0 (negate @1))))
550 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
551    when profitable.
552    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
553    binary operation result instead of to the operands.  This allows
554    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
555    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
556 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
557  (simplify
558   (bitop (convert @0) (convert? @1))
559   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
560          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
561          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
562         || types_match (@0, @1))
563        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
564           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
565           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
566           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
567           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
568        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
569        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
570               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
571            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
572            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
573               mode.  */
574            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
575            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
576               of its mode.  */
577            || TYPE_PRECISION (type) != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))))
578    (convert (bitop @0 (convert @1))))))
580 (for bitop (bit_and bit_ior)
581      rbitop (bit_ior bit_and)
582   /* (x | y) & x -> x */
583   /* (x & y) | x -> x */
584  (simplify
585   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
586   @0)
587  /* (~x | y) & x -> x & y */
588  /* (~x & y) | x -> x | y */
589  (simplify
590   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
591   (bitop @0 @1)))
593 /* Simplify (A & B) OP0 (C & B) to (A OP0 C) & B. */
594 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
595  (simplify
596   (bitop (bit_and:c @0 @1) (bit_and @2 @1))
597   (bit_and (bitop @0 @2) @1)))
599 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
600 (simplify
601   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
602   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
604 /* Combine successive equal operations with constants.  */
605 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
606  (simplify
607   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
608   (bitop @0 (bitop @1 @2))))
610 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
611    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
612 (match truth_valued_p
613  @0
614  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
615 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
616  (match truth_valued_p
617   (op @0 @1)))
618 (match truth_valued_p
619   (truth_not @0))
621 (match (logical_inverted_value @0)
622  (bit_not truth_valued_p@0))
623 (match (logical_inverted_value @0)
624  (eq @0 integer_zerop))
625 (match (logical_inverted_value @0)
626  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
627 (match (logical_inverted_value @0)
628  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
630 /* X & !X -> 0.  */
631 (simplify
632  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
633  { build_zero_cst (type); })
634 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
635 (for op (bit_ior bit_xor)
636  (simplify
637   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
638   { constant_boolean_node (true, type); }))
639 /* X ==/!= !X is false/true.  */
640 (for op (eq ne)
641  (simplify
642   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
643   { constant_boolean_node (op == NE_EXPR ? true : false, type); }))
645 /* If arg1 and arg2 are booleans (or any single bit type)
646    then try to simplify:
648    (~X & Y) -> X < Y
649    (X & ~Y) -> Y < X
650    (~X | Y) -> X <= Y
651    (X | ~Y) -> Y <= X
653    But only do this if our result feeds into a comparison as
654    this transformation is not always a win, particularly on
655    targets with and-not instructions.
656    -> simplify_bitwise_binary_boolean */
657 (simplify
658   (ne (bit_and:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
659   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
660        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
661    (lt @0 @1)))
662 (simplify
663   (ne (bit_ior:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
664   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
665        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
666    (le @0 @1)))
668 /* ~~x -> x */
669 (simplify
670   (bit_not (bit_not @0))
671   @0)
673 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
674 (simplify
675  (bit_not (convert? (negate @0)))
676  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
677   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
679 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
680 (simplify
681  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
682  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
683   (convert (negate @0))))
684 (simplify
685  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
686  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
687   (convert (negate @0))))
689 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
690 (simplify
691  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
692  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
693   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
694 (simplify
695  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
696  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
697   (convert (bit_xor @0 @1))))
699 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
700 (simplify
701  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
702  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
704 /* Fold A - (A & B) into ~B & A.  */
705 (simplify
706  (minus (convert? @0) (convert?:s (bit_and:cs @0 @1)))
707  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
708       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
709   (convert (bit_and (bit_not @1) @0))))
711 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
712 (simplify
713   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
714   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
716 /* Pattern match
717      tem1 = (long) ptr1;
718      tem2 = (long) ptr2;
719      tem3 = tem2 - tem1;
720      tem4 = (unsigned long) tem3;
721      tem5 = ptr1 + tem4;
722    and produce
723      tem5 = ptr2;  */
724 (simplify
725   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
726   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
727   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
728        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
729             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
730    @1))
732 /* Pattern match
733      tem = (sizetype) ptr;
734      tem = tem & algn;
735      tem = -tem;
736      ... = ptr p+ tem;
737    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
738      ... = ptr & ~algn;  */
739 (simplify
740   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
741   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), wi::bit_not (@1)); }
742    (bit_and @0 { algn; })))
744 /* Try folding difference of addresses.  */
745 (simplify
746  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
747  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
748   (with { HOST_WIDE_INT diff; }
749    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
750     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
751 (simplify
752  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
753  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
754   (with { HOST_WIDE_INT diff; }
755    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
756     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
758 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
759    be able to fold this expression using the object or function's
760    alignment.  */
761 (simplify
762  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
763  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
764       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
765   (with
766    {
767      unsigned int align;
768      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
769      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
770    }
771    (if (wi::ltu_p (@1, align / BITS_PER_UNIT))
772     { wide_int_to_tree (type, wi::bit_and (@1, bitpos / BITS_PER_UNIT)); }))))
775 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
776 (if (!TYPE_SATURATING (type))
778  /* Contract negates.  */
779  /* A + (-B) -> A - B */
780  (simplify
781   (plus:c (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
782   /* Apply STRIP_NOPS on @0 and the negate.  */
783   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
784        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
785        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
786    (minus (convert @0) (convert @1))))
787  /* A - (-B) -> A + B */
788  (simplify
789   (minus (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
790   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
791        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
792        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
793    (plus (convert @0) (convert @1))))
794  /* -(-A) -> A */
795  (simplify
796   (negate (convert? (negate @1)))
797   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
798        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
799    (convert @1)))
801  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
802     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
803  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
804       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
806   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
807      irrespective of overflow issues.  */
808   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
809   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
810   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
811   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
812   (simplify
813     (minus (plus:c @0 @1) @0)
814     @1)
815   (simplify
816     (minus (minus @0 @1) @0)
817     (negate @1))
818   (simplify
819     (plus:c (minus @0 @1) @1)
820     @0)
821   (simplify
822    (minus @0 (plus:c @0 @1))
823    (negate @1))
824   (simplify
825    (minus @0 (minus @0 @1))
826    @1)
828   /* (A +- CST) +- CST -> A + CST  */
829   (for outer_op (plus minus)
830    (for inner_op (plus minus)
831     (simplify
832      (outer_op (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
833      /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
834         as we would introduce undefined overflow, for example
835         with (a - 1) + INT_MIN.  */
836      (with { tree cst = fold_binary (outer_op == inner_op
837                                      ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
838       (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
839        (inner_op @0 { cst; } ))))))
841   /* (CST - A) +- CST -> CST - A  */
842   (for outer_op (plus minus)
843    (simplify
844     (outer_op (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0) CONSTANT_CLASS_P@2)
845     (with { tree cst = fold_binary (outer_op, type, @1, @2); }
846      (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
847       (minus { cst; } @0)))))
849   /* ~A + A -> -1 */
850   (simplify
851    (plus:c (bit_not @0) @0)
852    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
853     { build_all_ones_cst (type); }))
855   /* ~A + 1 -> -A */
856   (simplify
857    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
858    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
859     (negate (convert @0))))
861   /* -A - 1 -> ~A */
862   (simplify
863    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
864    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
865         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
866     (bit_not (convert @0))))
868   /* -1 - A -> ~A */
869   (simplify
870    (minus integer_all_onesp @0)
871    (bit_not @0))
873   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
874   (for add (plus pointer_plus)
875    (simplify
876     (minus (convert (add @0 @1))
877      (convert @0))
878     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
879          /* For integer types, if A has a smaller type
880             than T the result depends on the possible
881             overflow in P + A.
882             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
883             However, if an overflow in P + A would cause
884             undefined behavior, we can assume that there
885             is no overflow.  */
886          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
887              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
888          /* For pointer types, if the conversion of A to the
889             final type requires a sign- or zero-extension,
890             then we have to punt - it is not defined which
891             one is correct.  */
892          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
893              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
894              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
895      (convert @1))))))
898 /* Simplifications of MIN_EXPR and MAX_EXPR.  */
900 (for minmax (min max)
901  (simplify
902   (minmax @0 @0)
903   @0))
904 (simplify
905  (min @0 @1)
906  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
907       && TYPE_MIN_VALUE (type)
908       && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
909   @1))
910 (simplify
911  (max @0 @1)
912  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
913       && TYPE_MAX_VALUE (type)
914       && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
915   @1))
918 /* Simplifications of shift and rotates.  */
920 (for rotate (lrotate rrotate)
921  (simplify
922   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
923   @0))
925 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
926 (simplify
927  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
928  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
929       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
930   @0))
932 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
933  (simplify
934   (shiftrotate @0 integer_zerop)
935   (non_lvalue @0))
936  (simplify
937   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
938   @0)
939  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
940     if vector2 is uniform.  */
941  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
942   (simplify
943    (shiftrotate @0 vec@1)
944    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
945     (if (tem)
946      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
948 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
949    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
950 (simplify
951  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
952  (rrotate @0 { fold_binary (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
953                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
954                                            element_precision (type)), @1); }))
956 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
957 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
958  (simplify
959   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
960   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
961    (if (wi::ge_p (@1, 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
962         && wi::lt_p (@1, prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
963         && wi::ge_p (@2, 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
964         && wi::lt_p (@2, prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
965     (with { unsigned int low = wi::add (@1, @2).to_uhwi (); }
966      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
967         being well defined.  */
968      (if (low >= prec)
969       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
970        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); })
971        (if (TYPE_UNSIGNED (type) || op == LSHIFT_EXPR)
972         { build_zero_cst (type); }
973         (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); })))
974       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); })))))))
977 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
978    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
979 (for cmp (ne eq)
980      icmp (eq ne)
981  (simplify
982   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
983   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
985 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
986    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
987    if CST2 != 0.  */
988 (for cmp (ne eq)
989  (simplify
990   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
991   (with { int cand = wi::ctz (@2) - wi::ctz (@0); }
992    (if (cand < 0
993         || (!integer_zerop (@2)
994             && wi::ne_p (wi::lshift (@0, cand), @2)))
995     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
996     (if (!integer_zerop (@2)
997          && wi::eq_p (wi::lshift (@0, cand), @2))
998      (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); }))))))
1000 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
1001         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
1002    if the new mask might be further optimized.  */
1003 (for shift (lshift rshift)
1004  (simplify
1005   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
1006            INTEGER_CST@2)
1007    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
1008         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
1009         && tree_fits_uhwi_p (@1)
1010         && tree_to_uhwi (@1) > 0
1011         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
1012     (with
1013      {
1014        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
1015        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
1016        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
1017        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
1018        unsigned int prec;
1020        if (shift == LSHIFT_EXPR)
1021          zerobits = ((((unsigned HOST_WIDE_INT) 1) << shiftc) - 1);
1022        else if (shift == RSHIFT_EXPR
1023                 && (TYPE_PRECISION (shift_type)
1024                     == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (shift_type))))
1025          {
1026            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
1027            tree arg00 = @0;
1028            /* See if more bits can be proven as zero because of
1029               zero extension.  */
1030            if (@3 != @0
1031                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1032              {
1033                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
1034                if ((TYPE_PRECISION (inner_type)
1035                     == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (inner_type)))
1036                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
1037                  {
1038                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
1039                    /* See if we can shorten the right shift.  */
1040                    if (shiftc < prec)
1041                      shift_type = inner_type;
1042                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
1043                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
1044                       is all ones.  */
1045                  }
1046              }
1047            zerobits = ~(unsigned HOST_WIDE_INT) 0;
1048            if (shiftc < prec)
1049              {
1050                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
1051                zerobits <<= prec - shiftc;
1052              }
1053            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
1054               can contain actually sign bits, so no transformation is
1055               possible, unless MASK masks them all away.  In that
1056               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
1057            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
1058                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
1059              {
1060                if ((mask & zerobits) == 0)
1061                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
1062                else
1063                  zerobits = 0;
1064              }
1065          }
1066      }
1067      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
1068      (if ((mask & zerobits) == mask)
1069       { build_int_cst (type, 0); }
1070       (with { newmask = mask | zerobits; }
1071        (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
1072         (with
1073          {
1074            /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
1075               mode's mask.  */
1076            for (prec = BITS_PER_UNIT;
1077                 prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
1078              if (newmask == (((unsigned HOST_WIDE_INT) 1) << prec) - 1)
1079                break;
1080          }
1081          (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
1082               || newmask == ~(unsigned HOST_WIDE_INT) 0)
1083           (with
1084            { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
1085            (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
1086             (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
1087              (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; })
1088              (bit_and @4 { newmaskt; })))))))))))))
1090 /* Fold (X & C2) << C1 into (X << C1) & (C2 << C1)
1091    (X & C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
1092 (for shift (lshift rshift)
1093  (simplify
1094   (shift (convert?:s (bit_and:s @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
1095   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1096    (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
1097     (bit_and (shift (convert @0) @1) { mask; })))))
1100 /* Simplifications of conversions.  */
1102 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
1103 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
1104  (simplify
1105   (cvt @0)
1106   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1107        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
1108    @0)))
1110 /* Contract view-conversions.  */
1111 (simplify
1112   (view_convert (view_convert @0))
1113   (view_convert @0))
1115 /* For integral conversions with the same precision or pointer
1116    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
1117 (simplify
1118   (view_convert @0)
1119   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
1120        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
1121        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
1122    (convert @0)))
1124 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size.  */
1125 (simplify
1126   (view_convert (convert@0 @1))
1127   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
1128        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
1129        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
1130        && (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))))
1131    (view_convert @1)))
1133 /* Re-association barriers around constants and other re-association
1134    barriers can be removed.  */
1135 (simplify
1136  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
1137  @0)
1138 (simplify
1139  (paren (paren@1 @0))
1140  @1)
1142 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
1143 (for ocvt (convert float fix_trunc)
1144  (for icvt (convert float)
1145   (simplify
1146    (ocvt (icvt@1 @0))
1147    (with
1148     {
1149       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
1150       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
1151       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
1152       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
1153       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
1154       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
1155       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
1156       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
1157       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
1158       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
1159       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
1160       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
1161       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
1162       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
1163       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
1164       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
1165       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
1166       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
1167       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
1168       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
1169     }
1170    (switch
1171     /* In addition to the cases of two conversions in a row
1172        handled below, if we are converting something to its own
1173        type via an object of identical or wider precision, neither
1174        conversion is needed.  */
1175     (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
1176           || (GENERIC
1177               && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
1178          && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
1179              || (inter_float && final_float))
1180          && inter_prec >= final_prec)
1181      (ocvt @0))
1183     /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
1184        float or both integer, we don't need the middle conversion if the
1185        former is wider than the latter and doesn't change the signedness
1186        (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
1187        then we sometimes need the middle conversion.  Likewise if the
1188        final type has a precision not equal to the size of its mode.  */
1189     (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
1190          && (final_int || final_float)
1191          && inter_prec >= inside_prec
1192          && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp)
1193          && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1194                && TYPE_MODE (type) == TYPE_MODE (inter_type)))
1195      (ocvt @0))
1197     /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
1198        replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
1199        final conversion does not change precision we can drop the
1200        intermediate conversion.  */
1201     (if (inside_int && inter_int && final_int
1202          && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
1203               && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
1204              || final_prec == inter_prec))
1205      (ocvt @0))
1207     /* Two conversions in a row are not needed unless:
1208         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
1209         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
1210         - the intermediate type is narrower than both initial and
1211           final, or
1212         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
1213           and the outermost type is wider than the intermediate, or
1214         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
1215           intermediate and final types differ, or
1216         - the final type is a pointer type and the precisions of the
1217           initial and intermediate types differ.  */
1218     (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
1219          && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
1220          && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
1221          && ! (inside_int && inter_int
1222                && inter_unsignedp != inside_unsignedp
1223                && inter_prec < final_prec)
1224          && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
1225              == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
1226          && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
1227          && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec)
1228          && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1229                && TYPE_MODE (type) == TYPE_MODE (inter_type)))
1230      (ocvt @0))
1232     /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
1233        canonicalized as bitwise and of a mask.  */
1234     (if (final_int && inter_int && inside_int
1235          && final_prec == inside_prec
1236          && final_prec > inter_prec
1237          && inter_unsignedp)
1238      (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
1239                               (inside_type,
1240                                wi::mask (inter_prec, false,
1241                                          TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
1243     /* If we are converting an integer to a floating-point that can
1244        represent it exactly and back to an integer, we can skip the
1245        floating-point conversion.  */
1246     (if (GIMPLE /* PR66211 */
1247          && inside_int && inter_float && final_int &&
1248          (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
1249          >= inside_prec - !inside_unsignedp)
1250      (convert @0)))))))
1252 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
1253    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
1254    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
1255 (simplify
1256   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
1257   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1258        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1259        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1260        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
1261                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
1262    (convert @0)))
1265 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
1266 (simplify
1267   (mult (convert? (exact_div @0 @1)) @1)
1268   /* Look through a sign-changing conversion.  */
1269   (convert @0))
1271 /* Canonicalization of binary operations.  */
1273 /* Convert X + -C into X - C.  */
1274 (simplify
1275  (plus @0 REAL_CST@1)
1276  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
1277   (with { tree tem = fold_unary (NEGATE_EXPR, type, @1); }
1278    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
1279     (minus @0 { tem; })))))
1281 /* Convert x+x into x*2.0.  */
1282 (simplify
1283  (plus @0 @0)
1284  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
1285   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })))
1287 (simplify
1288  (minus integer_zerop @1)
1289  (negate @1))
1291 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
1292    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
1293    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
1294 (simplify
1295  (minus real_zerop@0 @1)
1296  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
1297   (negate @1)))
1299 /* Transform x * -1 into -x.  */
1300 (simplify
1301  (mult @0 integer_minus_onep)
1302  (negate @0))
1304 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
1305 (simplify
1306  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
1307  @0)
1308 (simplify
1309  (realpart (complex @0 @1))
1310  @0)
1311 (simplify
1312  (imagpart (complex @0 @1))
1313  @1)
1316 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
1317 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
1318  (simplify
1319   (bswap (bswap @0))
1320   @0)
1321  (simplify
1322   (bswap (bit_not (bswap @0)))
1323   (bit_not @0))
1324  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
1325   (simplify
1326    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
1327    (bitop @0 (bswap @1)))))
1330 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
1332 /* Simplify constant conditions.
1333    Only optimize constant conditions when the selected branch
1334    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
1335    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
1336    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
1337    this one as we depend on doing this transform before possibly
1338    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
1339    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
1340    genmatch cannot handle.  */
1341 (simplify
1342  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
1343  (if (integer_zerop (@0))
1344   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)) || VOID_TYPE_P (type))
1345    @2)
1346   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || VOID_TYPE_P (type))
1347    @1)))
1348 (simplify
1349  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
1350  (if (integer_all_onesp (@0))
1351   @1
1352   (if (integer_zerop (@0))
1353    @2)))
1355 (for cnd (cond vec_cond)
1356  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
1357  (simplify
1358   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
1359   (cnd @0 @1 @3))
1360  (simplify
1361   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
1362   (cnd @0 @1 @3))
1364  /* A ? B : B -> B.  */
1365  (simplify
1366   (cnd @0 @1 @1)
1367   @1)
1369  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
1370  (simplify
1371   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
1372   (cnd @0 @2 @1)))
1374 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C), since vector comparisons
1375    return all-1 or all-0 results.  */
1376 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
1377    but that isn't necessarily a win on its own.  */
1378 (simplify
1379  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
1380  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1381       && TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type) == TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0))
1382       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
1383           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
1384   (minus @3 (view_convert @0))))
1386 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C).  */
1387 (simplify
1388  (minus @3 (view_convert? (vec_cond @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
1389  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1390       && TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type) == TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0))
1391       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
1392           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
1393   (plus @3 (view_convert @0))))
1396 /* Simplifications of comparisons.  */
1398 /* See if we can reduce the magnitude of a constant involved in a
1399    comparison by changing the comparison code.  This is a canonicalization
1400    formerly done by maybe_canonicalize_comparison_1.  */
1401 (for cmp  (le gt)
1402      acmp (lt ge)
1403  (simplify
1404   (cmp @0 INTEGER_CST@1)
1405   (if (tree_int_cst_sgn (@1) == -1)
1406    (acmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::add (@1, 1)); }))))
1407 (for cmp  (ge lt)
1408      acmp (gt le)
1409  (simplify
1410   (cmp @0 INTEGER_CST@1)
1411   (if (tree_int_cst_sgn (@1) == 1)
1412    (acmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::sub (@1, 1)); }))))
1415 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
1416    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
1417    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
1418    that with expression code iteration.  */
1419 (for cmp (tcc_comparison)
1420      icmp (inverted_tcc_comparison)
1421      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
1422  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
1423     and handle some more cases by using
1424       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
1425     here but for that genmatch would need to "inline" that.
1426     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
1427  (simplify
1428   (bit_not (cmp @0 @1))
1429   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1430        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
1431    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
1432       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
1433       a computed operator in the replacement tree thus we have
1434       to play the trick below.  */
1435    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
1436              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
1437     (if (ic == icmp)
1438      (icmp @0 @1)
1439      (if (ic == ncmp)
1440       (ncmp @0 @1))))))
1441  (simplify
1442   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
1443   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
1444             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
1445    (if (ic == icmp)
1446     (icmp @0 @1)
1447     (if (ic == ncmp)
1448      (ncmp @0 @1))))))
1450 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
1451    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
1452    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
1453    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
1454    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
1455 (for cmp (eq ne)
1456  (simplify
1457   (cmp (minus@2 @0 @1) integer_zerop)
1458   (if (single_use (@2))
1459    (cmp @0 @1))))
1461 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
1462    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
1463    often enough for folding it to be of value.  One example is in
1464    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
1465 (for cmp (simple_comparison)
1466      scmp (swapped_simple_comparison)
1467  (simplify
1468   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
1469   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
1470   (if (integer_zerop (@1))
1471    (cmp @1 @2)
1472    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1473         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1474     /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
1475     (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
1476      (scmp @0 @2)
1477      (cmp @0 @2))))))
1479 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
1480    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
1481 (simplify
1482  (eq @0 @0)
1483  (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1484       || ! HONOR_NANS (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
1485   { constant_boolean_node (true, type); }))
1486 (for cmp (ge le)
1487  (simplify
1488   (cmp @0 @0)
1489   (eq @0 @0)))
1490 (for cmp (ne gt lt)
1491  (simplify
1492   (cmp @0 @0)
1493   (if (cmp != NE_EXPR
1494        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1495        || ! HONOR_NANS (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
1496    { constant_boolean_node (false, type); })))
1497 (for cmp (unle unge uneq)
1498  (simplify
1499   (cmp @0 @0)
1500   { constant_boolean_node (true, type); }))
1501 (simplify
1502  (ltgt @0 @0)
1503  (if (!flag_trapping_math)
1504   { constant_boolean_node (false, type); }))
1506 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
1507 (for cmp (simple_comparison)
1508  (simplify
1509   (cmp (bit_not @0) (bit_not @1))
1510   (cmp @1 @0)))
1512 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
1513 (for cmp (simple_comparison)
1514      scmp (swapped_simple_comparison)
1515  (simplify
1516   (cmp (bit_not @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
1517   (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST)
1518    (scmp @0 (bit_not @1)))))
1520 (for cmp (simple_comparison)
1521  /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
1522  (simplify
1523   (cmp (convert@2 @0) (convert? @1))
1524   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1525        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1526            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
1527        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1528            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))))
1529    (with
1530     {
1531       tree type1 = TREE_TYPE (@1);
1532       if (TREE_CODE (@1) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
1533         {
1534           REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@1);
1535           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
1536               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
1537             type1 = float_type_node;
1538           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
1539               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
1540             type1 = double_type_node;
1541         }
1542       tree newtype
1543         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type1)
1544            ? TREE_TYPE (@0) : type1); 
1545     }
1546     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (newtype))
1547      (cmp (convert:newtype @0) (convert:newtype @1))))))
1549  (simplify
1550   (cmp @0 REAL_CST@1)
1551   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
1552   (switch
1553    /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
1554    (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
1555     (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
1556    /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
1557    (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
1558         && ! HONOR_SNANS (@1))
1559     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
1560    /* Fold comparisons against infinity.  */
1561    (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
1562         && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
1563     (with
1564      {
1565        REAL_VALUE_TYPE max;
1566        enum tree_code code = cmp;
1567        bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
1568        if (neg)
1569          code = swap_tree_comparison (code);
1570      }
1571      (switch
1572       /* x > +Inf is always false, if with ignore sNANs.  */
1573       (if (code == GT_EXPR
1574            && ! HONOR_SNANS (@0))
1575        { constant_boolean_node (false, type); })
1576       (if (code == LE_EXPR)
1577        /* x <= +Inf is always true, if we don't case about NaNs.  */
1578        (if (! HONOR_NANS (@0))
1579         { constant_boolean_node (true, type); }
1580         /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. isfinite(x).  */
1581         (eq @0 @0)))
1582       /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX.  */
1583       (if (code == EQ_EXPR || code == GE_EXPR)
1584        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
1585         (if (neg)
1586          (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
1587          (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
1588       /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
1589       (if (code == LT_EXPR)
1590        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
1591         (if (neg)
1592          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
1593          (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
1594       /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX).  */
1595       (if (code == NE_EXPR)
1596        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
1597         (if (! HONOR_NANS (@0))
1598          (if (neg)
1599           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
1600           (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
1601          (if (neg)
1602           (bit_xor (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
1603            { build_one_cst (type); })
1604           (bit_xor (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
1605            { build_one_cst (type); }))))))))))
1607  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
1608     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
1609     comparison with a revised real constant as long as no overflow
1610     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
1611  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
1612   (for op (plus minus)
1613    (simplify
1614     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
1615     (with
1616      {
1617        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
1618                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
1619      }
1620      (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
1621       (cmp @0 { tem; }))))))
1623  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
1624     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
1625     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
1626     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
1627  (if (flag_associative_math)
1628   (simplify
1629    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
1630    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
1631     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
1632      (cmp { tem; } @1)))))
1634  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
1635  (if (flag_unsafe_math_optimizations
1636       && ! flag_errno_math)
1637   (for sq (SQRT)
1638    (simplify
1639     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
1640     (switch
1641      (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
1642       (switch
1643        /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
1644        (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
1645         { constant_boolean_node (false, type); })
1646        /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
1647           don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
1648        (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
1649         { constant_boolean_node (true, type); })
1650        /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
1651        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })))
1652      (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
1653       (with
1654        {
1655          REAL_VALUE_TYPE c2;
1656          REAL_ARITHMETIC (c2, MULT_EXPR,
1657                           TREE_REAL_CST (@1), TREE_REAL_CST (@1));
1658          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
1659        }
1660        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
1661         /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
1662         (if (HONOR_INFINITIES (@0))
1663          (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
1664          { constant_boolean_node (false, type); })
1665         /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
1666         (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
1667      (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
1668       (with
1669        {
1670          REAL_VALUE_TYPE c2;
1671          REAL_ARITHMETIC (c2, MULT_EXPR,
1672                           TREE_REAL_CST (@1), TREE_REAL_CST (@1));
1673          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
1674        }
1675        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
1676         (switch
1677          /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
1678             value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
1679          (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
1680           { constant_boolean_node (true, type); })
1681          /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
1682             don't care about NaNs.  */
1683          (if (! HONOR_NANS (@0))
1684           (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
1685          /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
1686             don't care about Infinities.  */
1687          (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
1688           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
1689          /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
1690          (if (GENERIC)
1691           (truth_andif
1692            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
1693            (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
1694         /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
1695         (if (! HONOR_NANS (@0))
1696          (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
1697          /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
1698          (if (GENERIC)
1699           (truth_andif
1700            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
1701            (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))))))))))
1703 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
1704 (simplify
1705  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
1706  (if (types_match (@0, @1))
1707   (unordered @0 @1)))
1708 (simplify
1709  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
1710  (if (types_match (@0, @1))
1711   (ordered @0 @1)))
1712 (simplify
1713  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
1714  @2)
1715 (simplify
1716  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
1717  @2)
1719 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
1720 (for cmp (tcc_comparison)
1721      scmp (swapped_tcc_comparison)
1722  (simplify
1723   (cmp (negate @0) (negate @1))
1724   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1725        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1726            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
1727    (scmp @0 @1)))
1728  (simplify
1729   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
1730   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1731        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1732            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
1733    (with { tree tem = fold_unary (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
1734     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
1735      (scmp @0 { tem; }))))))
1737 /* From fold_sign_changed_comparison and fold_widened_comparison.  */
1738 (for cmp (simple_comparison)
1739  (simplify
1740   (cmp (convert@0 @00) (convert?@1 @10))
1741   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
1742        /* Disable this optimization if we're casting a function pointer
1743           type on targets that require function pointer canonicalization.  */
1744        && !(targetm.have_canonicalize_funcptr_for_compare ()
1745             && TREE_CODE (TREE_TYPE (@00)) == POINTER_TYPE
1746             && TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@00))) == FUNCTION_TYPE)
1747        && single_use (@0))
1748    (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1749         && (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
1750             || (@1 != @10 && types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))))
1751         && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1752             || cmp == NE_EXPR
1753             || cmp == EQ_EXPR)
1754         && (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00)) == POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
1755     /* ???  The special-casing of INTEGER_CST conversion was in the original
1756        code and here to avoid a spurious overflow flag on the resulting
1757        constant which fold_convert produces.  */
1758     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
1759      (cmp @00 { force_fit_type (TREE_TYPE (@00), wi::to_widest (@1), 0,
1760                                 TREE_OVERFLOW (@1)); })
1761      (cmp @00 (convert @1)))
1763     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)))
1764      /* If possible, express the comparison in the shorter mode.  */
1765      (if ((cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
1766            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)))
1767           && (types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))
1768               || ((TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00))
1769                    >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@10)))
1770                   && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
1771                       == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@10))))
1772               || (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
1773                   && (TREE_CODE (TREE_TYPE (@00)) == INTEGER_TYPE
1774                       || TREE_CODE (TREE_TYPE (@00)) == BOOLEAN_TYPE)
1775                   && int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))))
1776       (cmp @00 (convert @10))
1777       (if (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
1778            && TREE_CODE (TREE_TYPE (@00)) == INTEGER_TYPE
1779            && !int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))
1780        (with
1781         {
1782           tree min = lower_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
1783           tree max = upper_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
1784           bool above = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, max, @10));
1785           bool below = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, @10, min));
1786         }
1787         (if (above || below)
1788          (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
1789           { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); }
1790           (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
1791            { constant_boolean_node (above ? true : false, type); }
1792            (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
1793             { constant_boolean_node (above ? false : true, type); }))))))))))))
1795 (for cmp (eq ne)
1796  /* A local variable can never be pointed to by
1797     the default SSA name of an incoming parameter.
1798     SSA names are canonicalized to 2nd place.  */
1799  (simplify
1800   (cmp addr@0 SSA_NAME@1)
1801   (if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (@1)
1802        && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (@1)) == PARM_DECL)
1803    (with { tree base = get_base_address (TREE_OPERAND (@0, 0)); }
1804     (if (TREE_CODE (base) == VAR_DECL
1805          && auto_var_in_fn_p (base, current_function_decl))
1806      (if (cmp == NE_EXPR)
1807       { constant_boolean_node (true, type); }
1808       { constant_boolean_node (false, type); }))))))
1810 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
1811 (for cmp (eq ne)
1813  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
1814     Similarly for NE_EXPR.  */
1815  (simplify
1816   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
1817   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
1818        && wi::bit_and_not (@1, @2) != 0)
1819    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
1821  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
1822  (simplify
1823   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
1824   (cmp @0 @1))
1826  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
1827     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
1828  (simplify
1829   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
1830   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
1832  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
1833  (simplify
1834   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
1835   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
1836    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2)))))
1838  (simplify
1839   (cmp (convert? addr@0) integer_zerop)
1840   (if (tree_single_nonzero_warnv_p (@0, NULL))
1841    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1843 /* When the addresses are not directly of decls compare base and offset.
1844    This implements some remaining parts of fold_comparison address
1845    comparisons but still no complete part of it.  Still it is good
1846    enough to make fold_stmt not regress when not dispatching to fold_binary.  */
1847 (for cmp (simple_comparison)
1848  (simplify
1849   (cmp (convert1?@2 addr@0) (convert2? addr@1))
1850   (with
1851    {
1852      HOST_WIDE_INT off0, off1;
1853      tree base0 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off0);
1854      tree base1 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@1, 0), &off1);
1855      if (base0 && TREE_CODE (base0) == MEM_REF)
1856        {
1857          off0 += mem_ref_offset (base0).to_short_addr ();
1858          base0 = TREE_OPERAND (base0, 0);
1859        }
1860      if (base1 && TREE_CODE (base1) == MEM_REF)
1861        {
1862          off1 += mem_ref_offset (base1).to_short_addr ();
1863          base1 = TREE_OPERAND (base1, 0);
1864        }
1865    }
1866    (if (base0 && base1)
1867     (with
1868      {
1869        int equal = 2;
1870        if (decl_in_symtab_p (base0)
1871            && decl_in_symtab_p (base1))
1872          equal = symtab_node::get_create (base0)
1873                    ->equal_address_to (symtab_node::get_create (base1));
1874        else if ((DECL_P (base0) || TREE_CODE (base0) == SSA_NAME)
1875                 && (DECL_P (base1) || TREE_CODE (base1) == SSA_NAME))
1876          equal = (base0 == base1);
1877      }
1878      (if (equal == 1
1879           && (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
1880               /* If the offsets are equal we can ignore overflow.  */
1881               || off0 == off1
1882               || POINTER_TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED
1883               /* Or if we compare using pointers to decls.  */
1884               || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1885                   && DECL_P (base0))))
1886       (switch
1887        (if (cmp == EQ_EXPR)
1888         { constant_boolean_node (off0 == off1, type); })
1889        (if (cmp == NE_EXPR)
1890         { constant_boolean_node (off0 != off1, type); })
1891        (if (cmp == LT_EXPR)
1892         { constant_boolean_node (off0 < off1, type); })
1893        (if (cmp == LE_EXPR)
1894         { constant_boolean_node (off0 <= off1, type); })
1895        (if (cmp == GE_EXPR)
1896         { constant_boolean_node (off0 >= off1, type); })
1897        (if (cmp == GT_EXPR)
1898         { constant_boolean_node (off0 > off1, type); }))
1899       (if (equal == 0
1900            && DECL_P (base0) && DECL_P (base1)
1901            /* If we compare this as integers require equal offset.  */
1902            && (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1903                || off0 == off1))
1904        (switch
1905         (if (cmp == EQ_EXPR)
1906          { constant_boolean_node (false, type); })
1907         (if (cmp == NE_EXPR)
1908          { constant_boolean_node (true, type); })))))))))
1910 /* Non-equality compare simplifications from fold_binary  */
1911 (for cmp (lt gt le ge)
1912  /* Comparisons with the highest or lowest possible integer of
1913     the specified precision will have known values.  */
1914  (simplify
1915   (cmp (convert?@2 @0) INTEGER_CST@1)
1916   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
1917        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0)))
1918    (with
1919     {
1920       tree arg1_type = TREE_TYPE (@1);
1921       unsigned int prec = TYPE_PRECISION (arg1_type);
1922       wide_int max = wi::max_value (arg1_type);
1923       wide_int signed_max = wi::max_value (prec, SIGNED);
1924       wide_int min = wi::min_value (arg1_type);
1925     }
1926     (switch
1927      (if (wi::eq_p (@1, max))
1928       (switch
1929        (if (cmp == GT_EXPR)
1930         { constant_boolean_node (false, type); })
1931        (if (cmp == GE_EXPR)
1932         (eq @2 @1))
1933        (if (cmp == LE_EXPR)
1934         { constant_boolean_node (true, type); })
1935        (if (cmp == LT_EXPR)
1936         (ne @2 @1))))
1937      (if (wi::eq_p (@1, min))
1938       (switch
1939        (if (cmp == LT_EXPR)
1940         { constant_boolean_node (false, type); })
1941        (if (cmp == LE_EXPR)
1942         (eq @2 @1))
1943        (if (cmp == GE_EXPR)
1944         { constant_boolean_node (true, type); })
1945        (if (cmp == GT_EXPR)
1946         (ne @2 @1))))
1947      (if (wi::eq_p (@1, max - 1))
1948       (switch
1949        (if (cmp == GT_EXPR)
1950         (eq @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::add (@1, 1)); }))
1951        (if (cmp == LE_EXPR)
1952         (ne @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::add (@1, 1)); }))))
1953      (if (wi::eq_p (@1, min + 1))
1954       (switch
1955        (if (cmp == GE_EXPR)
1956         (ne @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::sub (@1, 1)); }))
1957        (if (cmp == LT_EXPR)
1958         (eq @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::sub (@1, 1)); }))))
1959      (if (wi::eq_p (@1, signed_max)
1960           && TYPE_UNSIGNED (arg1_type)
1961           /* We will flip the signedness of the comparison operator
1962              associated with the mode of @1, so the sign bit is
1963              specified by this mode.  Check that @1 is the signed
1964              max associated with this sign bit.  */
1965           && prec == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (arg1_type))
1966           /* signed_type does not work on pointer types.  */
1967           && INTEGRAL_TYPE_P (arg1_type))
1968       /* The following case also applies to X < signed_max+1
1969          and X >= signed_max+1 because previous transformations.  */
1970       (if (cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
1971        (with { tree st = signed_type_for (arg1_type); }
1972         (if (cmp == LE_EXPR)
1973          (ge (convert:st @0) { build_zero_cst (st); })
1974          (lt (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))))))))))
1976 (for cmp (unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
1977  /* If the second operand is NaN, the result is constant.  */
1978  (simplify
1979   (cmp @0 REAL_CST@1)
1980   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
1981        && (cmp != LTGT_EXPR || ! flag_trapping_math))
1982    { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == LTGT_EXPR
1983                             ? false : true, type); })))
1985 /* bool_var != 0 becomes bool_var.  */
1986 (simplify
1987  (ne @0 integer_zerop)
1988  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
1989       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
1990   (non_lvalue @0)))
1991 /* bool_var == 1 becomes bool_var.  */
1992 (simplify
1993  (eq @0 integer_onep)
1994  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
1995       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
1996   (non_lvalue @0)))
1997 /* Do not handle
1998    bool_var == 0 becomes !bool_var or
1999    bool_var != 1 becomes !bool_var
2000    here because that only is good in assignment context as long
2001    as we require a tcc_comparison in GIMPLE_CONDs where we'd
2002    replace if (x == 0) with tem = ~x; if (tem != 0) which is
2003    clearly less optimal and which we'll transform again in forwprop.  */
2006 /* Simplification of math builtins.  */
2008 /* fold_builtin_logarithm */
2009 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
2011  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(x) -> x.  */
2012  (simplify
2013   (mult (SQRT@1 @0) @1)
2014   (if (!HONOR_SNANS (type))
2015    @0))
2017  /* Simplify pow(x,y) * pow(z,y) -> pow(x*z,y). */
2018  (simplify
2019   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @2 @1))
2020    (POW (mult @0 @2) @1))
2022  /* Simplify tan(x) * cos(x) -> sin(x). */
2023  (simplify
2024   (mult:c (TAN:s @0) (COS:s @0))
2025    (SIN @0))
2027  /* Simplify x * pow(x,c) -> pow(x,c+1). */
2028  (simplify
2029   (mult @0 (POW:s @0 REAL_CST@1))
2030   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
2031    (POW @0 (plus @1 { build_one_cst (type); }))))
2033  /* Simplify sin(x) / cos(x) -> tan(x). */
2034  (simplify
2035   (rdiv (SIN:s @0) (COS:s @0))
2036    (TAN @0))
2038  /* Simplify cos(x) / sin(x) -> 1 / tan(x). */
2039  (simplify
2040   (rdiv (COS:s @0) (SIN:s @0))
2041    (rdiv { build_one_cst (type); } (TAN @0)))
2043  /* Simplify sin(x) / tan(x) -> cos(x). */
2044  (simplify
2045   (rdiv (SIN:s @0) (TAN:s @0))
2046   (if (! HONOR_NANS (@0)
2047        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
2048    (cos @0)))
2050  /* Simplify tan(x) / sin(x) -> 1.0 / cos(x). */
2051  (simplify
2052   (rdiv (TAN:s @0) (SIN:s @0))
2053   (if (! HONOR_NANS (@0)
2054        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
2055    (rdiv { build_one_cst (type); } (COS @0))))
2057  /* Simplify pow(x,c) / x -> pow(x,c-1). */
2058  (simplify
2059   (rdiv (POW:s @0 REAL_CST@1) @0)
2060   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
2061    (POW @0 (minus @1 { build_one_cst (type); }))))
2063  /* Simplify a/root(b/c) into a*root(c/b).  */
2064  (simplify
2065   (rdiv @0 (SQRT:s (rdiv:s @1 @2)))
2066    (mult @0 (SQRT (rdiv @2 @1))))
2068  /* Simplify x / pow (y,z) -> x * pow(y,-z). */
2069  (simplify
2070   (rdiv @0 (POW:s @1 @2))
2071    (mult @0 (POW @1 (negate @2))))
2073  /* Special case, optimize logN(expN(x)) = x.  */
2074  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
2075       exps (EXP EXP2 EXP10)
2076   (simplify
2077    (logs (exps @0))
2078     @0))
2079  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
2080     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
2081     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
2082  (for logs (LOG LOG LOG LOG
2083             LOG2 LOG2 LOG2 LOG2
2084             LOG10 LOG10 LOG10 LOG10)
2085       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
2086   (simplify
2087    (logs (exps @0))
2088    (with {
2089      tree x;
2090      switch (exps)
2091        {
2092        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP):
2093          /* Prepare to do logN(exp(exponent) -> exponent*logN(e).  */
2094          x = build_real (type, real_value_truncate (TYPE_MODE (type),
2095                                                     dconst_e ()));
2096          break;
2097        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP2):
2098          /* Prepare to do logN(exp2(exponent) -> exponent*logN(2).  */
2099          x = build_real (type, dconst2);
2100          break;
2101        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP10):
2102        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_POW10):
2103          /* Prepare to do logN(exp10(exponent) -> exponent*logN(10).  */
2104          {
2105            REAL_VALUE_TYPE dconst10;
2106            real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
2107            x = build_real (type, dconst10);
2108          }
2109          break;
2110        default:
2111          gcc_unreachable ();
2112        }
2113      }
2114     (mult (logs { x; }) @0))))
2115  (for logs (LOG LOG
2116             LOG2 LOG2
2117             LOG10 LOG10)
2118       exps (SQRT CBRT)
2119   (simplify
2120    (logs (exps @0))
2121    (with {
2122      tree x;
2123      switch (exps)
2124        {
2125        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_SQRT):
2126          /* Prepare to do logN(sqrt(x) -> 0.5*logN(x).  */
2127          x = build_real (type, dconsthalf);
2128          break;
2129        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_CBRT):
2130          /* Prepare to do logN(cbrt(x) -> (1/3)*logN(x).  */
2131          x = build_real (type, real_value_truncate (TYPE_MODE (type),
2132                                                     dconst_third ()));
2133          break;
2134        default:
2135          gcc_unreachable ();
2136        }
2137      }
2138     (mult { x; } (logs @0)))))
2139  /* logN(pow(x,exponent) -> exponent*logN(x).  */
2140  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
2141       pows (POW)
2142   (simplify
2143    (logs (pows @0 @1))
2144    (mult @1 (logs @0)))))
2146 /* Narrowing of arithmetic and logical operations. 
2148    These are conceptually similar to the transformations performed for
2149    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
2150    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
2152 /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
2153    both operands are widening conversions from the same type as the outer
2154    narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a suitable
2155    unsigned type (to avoid introducing undefined behaviour), perform the
2156    operation and convert the result to the desired type.  */
2157 (for op (plus minus)
2158   (simplify
2159     (convert (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)))
2160     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2161          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
2162             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
2163          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2164          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2165          /* The precision of the type of each operand must match the
2166             precision of the mode of each operand, similarly for the
2167             result.  */
2168          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2169              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
2170          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2171              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
2172          && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
2173          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
2174          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2175          && types_match (@0, @1)
2176          && types_match (@0, type))
2177       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2178         (convert (op @0 @1))
2179         (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
2180          (convert (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))))))))
2182 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
2183    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
2184    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
2185    to unsigned types to avoid introducing undefined behaviour for the
2186    arithmetic operation.  */
2187 (for op (minus plus)
2188  (simplify
2189   (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
2190   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2191        /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
2192           so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
2193        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2194        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2195        /* The precision of the type of each operand must match the
2196           precision of the mode of each operand, similarly for the
2197           result.  */
2198        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2199            == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
2200        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2201            == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
2202        && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
2203        /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
2204        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2205        && types_match (@0, @1)
2206        && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
2207            <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
2208        && (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
2209            || tree_int_cst_sgn (@4) >= 0))
2210    (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2211     (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
2212      (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4))))
2213     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
2214      (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
2215                (convert:utype @4))))))))