min(-x, -y), min(~x, ~y)
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blob08db842989d576b4579c6728b621caed240d8662
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) 2014-2016 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    zerop
32    CONSTANT_CLASS_P
33    tree_expr_nonnegative_p
34    integer_valued_real_p
35    integer_pow2p
36    HONOR_NANS)
38 /* Operator lists.  */
39 (define_operator_list tcc_comparison
40   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
41 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
42   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
43 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
44   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
45 (define_operator_list swapped_tcc_comparison
46   gt   ge   eq ne le   lt   unordered ordered   ungt unge unlt unle uneq ltgt)
47 (define_operator_list simple_comparison         lt   le   eq ne ge   gt)
48 (define_operator_list swapped_simple_comparison gt   ge   eq ne le   lt)
50 #include "cfn-operators.pd"
52 /* Define operand lists for math rounding functions {,i,l,ll}FN,
53    where the versions prefixed with "i" return an int, those prefixed with
54    "l" return a long and those prefixed with "ll" return a long long.
56    Also define operand lists:
58      X<FN>F for all float functions, in the order i, l, ll
59      X<FN> for all double functions, in the same order
60      X<FN>L for all long double functions, in the same order.  */
61 #define DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN(FN) \
62   (define_operator_list X##FN##F BUILT_IN_I##FN##F \
63                                  BUILT_IN_L##FN##F \
64                                  BUILT_IN_LL##FN##F) \
65   (define_operator_list X##FN BUILT_IN_I##FN \
66                               BUILT_IN_L##FN \
67                               BUILT_IN_LL##FN) \
68   (define_operator_list X##FN##L BUILT_IN_I##FN##L \
69                                  BUILT_IN_L##FN##L \
70                                  BUILT_IN_LL##FN##L)
72 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (FLOOR)
73 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (CEIL)
74 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (ROUND)
75 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (RINT)
77 /* Simplifications of operations with one constant operand and
78    simplifications to constants or single values.  */
80 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
81   (simplify
82     (op @0 integer_zerop)
83     (non_lvalue @0)))
85 /* 0 +p index -> (type)index */
86 (simplify
87  (pointer_plus integer_zerop @1)
88  (non_lvalue (convert @1)))
90 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
91    Likewise if the operands are reversed.  */
92 (simplify
93  (plus:c @0 real_zerop@1)
94  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 0))
95   (non_lvalue @0)))
97 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
98 (simplify
99  (minus @0 real_zerop@1)
100  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 1))
101   (non_lvalue @0)))
103 /* Simplify x - x.
104    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
105    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
106    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
107    is volatile.  */
108 (simplify
109  (minus @0 @0)
110  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !HONOR_NANS (type))
111   { build_zero_cst (type); }))
113 (simplify
114  (mult @0 integer_zerop@1)
115  @1)
117 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
118    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
119    same in modes with signed zeros, since multiplying a
120    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
121 (simplify
122  (mult @0 real_zerop@1)
123  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
124   @1))
126 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
127    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
128 (simplify
129  (mult @0 real_onep)
130  (if (!HONOR_SNANS (type)
131       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
132           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
133   (non_lvalue @0)))
135 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
136 (simplify
137  (mult @0 real_minus_onep)
138   (if (!HONOR_SNANS (type)
139        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
140            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
141    (negate @0)))
143 /* Make sure to preserve divisions by zero.  This is the reason why
144    we don't simplify x / x to 1 or 0 / x to 0.  */
145 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
146   (simplify
147     (op @0 integer_onep)
148     (non_lvalue @0)))
150 /* X / -1 is -X.  */
151 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
152  (simplify
153    (div @0 integer_minus_onep@1)
154    (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
155     (negate @0))))
157 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
158    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
159 (simplify
160  (floor_div @0 @1)
161  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
162       && TYPE_UNSIGNED (type))
163   (trunc_div @0 @1)))
165 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
166    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
167 (for div (trunc_div exact_div)
168  (simplify
169   (div (div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
170   (with {
171     bool overflow_p;
172     wide_int mul = wi::mul (@1, @2, TYPE_SIGN (type), &overflow_p);
173    }
174    (if (!overflow_p)
175     (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
176     (if (TYPE_UNSIGNED (type)
177          || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
178      { build_zero_cst (type); })))))
180 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
181    NaNs or Infinities.  */
182 (simplify
183  (rdiv @0 @0)
184  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
185       && ! HONOR_NANS (type)
186       && ! HONOR_INFINITIES (type))
187   { build_one_cst (type); }))
189 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
190    NaNs or Infinities.  */
191 (simplify
192  (rdiv:c @0 (negate @0))
193  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
194       && ! HONOR_NANS (type)
195       && ! HONOR_INFINITIES (type))
196   { build_minus_one_cst (type); }))
198 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
199 (simplify
200  (rdiv @0 real_onep)
201  (if (!HONOR_SNANS (type))
202   (non_lvalue @0)))
204 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
205 (simplify
206  (rdiv @0 real_minus_onep)
207  (if (!HONOR_SNANS (type))
208   (negate @0)))
210 (if (flag_reciprocal_math)
211  /* Convert (A/B)/C to A/(B*C)  */
212  (simplify
213   (rdiv (rdiv:s @0 @1) @2)
214    (rdiv @0 (mult @1 @2)))
216  /* Convert A/(B/C) to (A/B)*C  */
217  (simplify
218   (rdiv @0 (rdiv:s @1 @2))
219    (mult (rdiv @0 @1) @2)))
221 /* Optimize (X & (-A)) / A where A is a power of 2, to X >> log2(A) */
222 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
223  (simplify
224   (div (convert? (bit_and @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
225   (if (integer_pow2p (@2)
226        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
227        && wi::add (@2, @1) == 0
228        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
229    (rshift (convert @0) { build_int_cst (integer_type_node,
230                                          wi::exact_log2 (@2)); }))))
232 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
233    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
234    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
235    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
236    tell if it is or not in a portable manner.  */
237 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
238  (simplify
239   (rdiv @0 cst@1)
240   (if (optimize)
241    (if (flag_reciprocal_math
242         && !real_zerop (@1))
243     (with
244      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
245      (if (tem)
246       (mult @0 { tem; } )))
247     (if (cst != COMPLEX_CST)
248      (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
249       (if (inverse)
250        (mult @0 { inverse; } ))))))))
252 /* Same applies to modulo operations, but fold is inconsistent here
253    and simplifies 0 % x to 0, only preserving literal 0 % 0.  */
254 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
255  /* 0 % X is always zero.  */
256  (simplify
257   (mod integer_zerop@0 @1)
258   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
259   (if (!integer_zerop (@1))
260    @0))
261  /* X % 1 is always zero.  */
262  (simplify
263   (mod @0 integer_onep)
264   { build_zero_cst (type); })
265  /* X % -1 is zero.  */
266  (simplify
267   (mod @0 integer_minus_onep@1)
268   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
269    { build_zero_cst (type); }))
270  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
271  (simplify
272   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
273   @2)
274  /* From extract_muldiv_1: (X * C1) % C2 is zero if C1 is a multiple of C2.  */
275  (simplify
276   (mod (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
277   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
278        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
279        && wi::multiple_of_p (@1, @2, TYPE_SIGN (type)))
280    { build_zero_cst (type); })))
282 /* X % -C is the same as X % C.  */
283 (simplify
284  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
285   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
286        && !TREE_OVERFLOW (@1)
287        && wi::neg_p (@1)
288        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
289        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
290        && !sign_bit_p (@1, @1))
291    (trunc_mod @0 (negate @1))))
293 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
294 (simplify
295  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
296  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
297       && !TYPE_UNSIGNED (type)
298       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
299       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
300       /* Avoid this transformation if X might be INT_MIN or
301          Y might be -1, because we would then change valid
302          INT_MIN % -(-1) into invalid INT_MIN % -1.  */
303       && (expr_not_equal_to (@0, TYPE_MIN_VALUE (type))
304           || expr_not_equal_to (@1, wi::minus_one (TYPE_PRECISION
305                                                         (TREE_TYPE (@1))))))
306   (trunc_mod @0 (convert @1))))
308 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
309 (simplify
310  (minus (convert1? @2) (convert2? (mult:c (trunc_div @0 @1) @1)))
311  /* We cannot use matching captures here, since in the case of
312     constants we really want the type of @0, not @2.  */
313  (if (operand_equal_p (@0, @2, 0)
314       && (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type)))
315   (convert (trunc_mod @0 @1))))
317 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
318    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
319    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
320    to A & ((C << N) - 1).  */
321 (match (power_of_two_cand @1)
322  INTEGER_CST@1)
323 (match (power_of_two_cand @1)
324  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
325 (for mod (trunc_mod floor_mod)
326  (simplify
327   (mod @0 (convert?@3 (power_of_two_cand@1 @2)))
328   (if ((TYPE_UNSIGNED (type)
329         || tree_expr_nonnegative_p (@0))
330         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@3))
331         && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
332    (bit_and @0 (convert (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))))
334 /* Simplify (unsigned t * 2)/2 -> unsigned t & 0x7FFFFFFF.  */
335 (simplify
336  (trunc_div (mult @0 integer_pow2p@1) @1)
337  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
338   (bit_and @0 { wide_int_to_tree
339                 (type, wi::mask (TYPE_PRECISION (type) - wi::exact_log2 (@1),
340                                  false, TYPE_PRECISION (type))); })))
342 /* Simplify (unsigned t / 2) * 2 -> unsigned t & ~1.  */
343 (simplify
344  (mult (trunc_div @0 integer_pow2p@1) @1)
345  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
346   (bit_and @0 (negate @1))))
348 /* Simplify (t * 2) / 2) -> t.  */
349 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
350  (simplify
351   (div (mult @0 @1) @1)
352   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
353        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
354    @0)))
356 (for op (negate abs)
357  /* Simplify cos(-x) and cos(|x|) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
358  (for coss (COS COSH)
359   (simplify
360    (coss (op @0))
361     (coss @0)))
362  /* Simplify pow(-x, y) and pow(|x|,y) -> pow(x,y) if y is an even integer.  */
363  (for pows (POW)
364   (simplify
365    (pows (op @0) REAL_CST@1)
366    (with { HOST_WIDE_INT n; }
367     (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
368      (pows @0 @1)))))
369  /* Strip negate and abs from both operands of hypot.  */
370  (for hypots (HYPOT)
371   (simplify
372    (hypots (op @0) @1)
373    (hypots @0 @1))
374   (simplify
375    (hypots @0 (op @1))
376    (hypots @0 @1)))
377  /* copysign(-x, y) and copysign(abs(x), y) -> copysign(x, y).  */
378  (for copysigns (COPYSIGN)
379   (simplify
380    (copysigns (op @0) @1)
381    (copysigns @0 @1))))
383 /* abs(x)*abs(x) -> x*x.  Should be valid for all types.  */
384 (simplify
385  (mult (abs@1 @0) @1)
386  (mult @0 @0))
388 /* cos(copysign(x, y)) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
389 (for coss (COS COSH)
390      copysigns (COPYSIGN)
391  (simplify
392   (coss (copysigns @0 @1))
393    (coss @0)))
395 /* pow(copysign(x, y), z) -> pow(x, z) if z is an even integer.  */
396 (for pows (POW)
397      copysigns (COPYSIGN)
398  (simplify
399   (pows (copysigns @0 @1) REAL_CST@1)
400   (with { HOST_WIDE_INT n; }
401    (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
402     (pows @0 @1)))))
404 (for hypots (HYPOT)
405      copysigns (COPYSIGN)
406  /* hypot(copysign(x, y), z) -> hypot(x, z).  */
407  (simplify
408   (hypots (copysigns @0 @1) @2)
409   (hypots @0 @2))
410  /* hypot(x, copysign(y, z)) -> hypot(x, y).  */
411  (simplify
412   (hypots @0 (copysigns @1 @2))
413   (hypots @0 @1)))
415 /* copysign(copysign(x, y), z) -> copysign(x, z).  */
416 (for copysigns (COPYSIGN)
417  (simplify
418   (copysigns (copysigns @0 @1) @2)
419   (copysigns @0 @2)))
421 /* copysign(x,y)*copysign(x,y) -> x*x.  */
422 (for copysigns (COPYSIGN)
423  (simplify
424   (mult (copysigns@2 @0 @1) @2)
425   (mult @0 @0)))
427 /* ccos(-x) -> ccos(x).  Similarly for ccosh.  */
428 (for ccoss (CCOS CCOSH)
429  (simplify
430   (ccoss (negate @0))
431    (ccoss @0)))
433 /* cabs(-x) and cos(conj(x)) -> cabs(x).  */
434 (for ops (conj negate)
435  (for cabss (CABS)
436   (simplify
437    (cabss (ops @0))
438    (cabss @0))))
440 /* Fold (a * (1 << b)) into (a << b)  */
441 (simplify
442  (mult:c @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
443   (if (! FLOAT_TYPE_P (type)
444        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
445    (lshift @0 @2)))
447 /* Fold (C1/X)*C2 into (C1*C2)/X.  */
448 (simplify
449  (mult (rdiv@3 REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
450   (if (flag_associative_math
451        && single_use (@3))
452    (with
453     { tree tem = const_binop (MULT_EXPR, type, @0, @2); }
454     (if (tem)
455      (rdiv { tem; } @1)))))
457 /* Convert C1/(X*C2) into (C1/C2)/X  */
458 (simplify
459  (rdiv REAL_CST@0 (mult @1 REAL_CST@2))
460   (if (flag_reciprocal_math)
461    (with
462     { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, @0, @2); }
463     (if (tem)
464      (rdiv { tem; } @1)))))
466 /* Simplify ~X & X as zero.  */
467 (simplify
468  (bit_and:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
469   { build_zero_cst (type); })
471 /* Fold (A & ~B) - (A & B) into (A ^ B) - B.  */
472 (simplify
473  (minus (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_and:cs @0 @1))
474   (minus (bit_xor @0 @1) @1))
475 (simplify
476  (minus (bit_and:s @0 INTEGER_CST@2) (bit_and:s @0 INTEGER_CST@1))
477  (if (wi::bit_not (@2) == @1)
478   (minus (bit_xor @0 @1) @1)))
480 /* Fold (A & B) - (A & ~B) into B - (A ^ B).  */
481 (simplify
482  (minus (bit_and:s @0 @1) (bit_and:cs @0 (bit_not @1)))
483   (minus @1 (bit_xor @0 @1)))
485 /* Simplify (X & ~Y) | (~X & Y) -> X ^ Y.  */
486 (simplify
487  (bit_ior (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_and:c (bit_not @0) @1))
488   (bit_xor @0 @1))
489 (simplify
490  (bit_ior:c (bit_and @0 INTEGER_CST@2) (bit_and (bit_not @0) INTEGER_CST@1))
491  (if (wi::bit_not (@2) == @1)
492   (bit_xor @0 @1)))
494 /* X % Y is smaller than Y.  */
495 (for cmp (lt ge)
496  (simplify
497   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
498   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
499    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
500 (for cmp (gt le)
501  (simplify
502   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
503   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
504    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
506 /* x | ~0 -> ~0  */
507 (simplify
508   (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
509   @1)
511 /* x & 0 -> 0  */
512 (simplify
513   (bit_and @0 integer_zerop@1)
514   @1)
516 /* ~x | x -> -1 */
517 /* ~x ^ x -> -1 */
518 /* ~x + x -> -1 */
519 (for op (bit_ior bit_xor plus)
520  (simplify
521   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
522   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
524 /* x ^ x -> 0 */
525 (simplify
526   (bit_xor @0 @0)
527   { build_zero_cst (type); })
529 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
530 (simplify
531   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
532   (bit_not @0))
534 /* x & ~0 -> x  */
535 (simplify
536  (bit_and @0 integer_all_onesp)
537   (non_lvalue @0))
539 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
540 (for bitop (bit_and bit_ior)
541  (simplify
542   (bitop @0 @0)
543   (non_lvalue @0)))
545 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
546 (simplify
547  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
548  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
550 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
551 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
552 (for bitop (bit_and bit_ior)
553  (simplify
554   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
555   (bitop @0 (bit_not @1))))
557 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
558 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
559 (for bitop (bit_and bit_ior)
560      rbitop (bit_ior bit_and)
561  (simplify
562   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
563   (bitop @1 @2)))
565 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
566 (simplify
567  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
568  (bit_xor @0 @1))
570 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
571 (simplify
572  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
573  (bit_and @0 @1))
575 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
576 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
577 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
578 (for op (plus bit_ior bit_xor)
579  (simplify
580   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
581   (bit_ior @0 @1)))
583 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
584 (simplify
585  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
586  (plus @0 @1))
588 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
589 (simplify
590  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
591  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
592       && !TYPE_SATURATING (type))
593   (bit_and @0 @1)))
595 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
596 (simplify
597  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
598  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
599       && !TYPE_SATURATING (type))
600   (bit_ior @0 @1)))
602 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
603 (simplify
604  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
605  (bit_and @0 @1))
607 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
608 (simplify
609  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
610  (bit_xor @0 @1))
612 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
613 (simplify
614  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
615  (bit_xor @0 @1))
617 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
618 (simplify
619  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
620  (bit_and @0 @1))
622 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
623    ~x | ~y -> ~(x & y) */
624 (for op (bit_and bit_ior)
625      rop (bit_ior bit_and)
626  (simplify
627   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
628   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
629        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
630    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
632 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
633    with a constant, and the two constants have no bits in common,
634    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
635    simplifications.  */
636 (for op (bit_xor plus)
637  (simplify
638   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
639       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
640   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
641        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
642        && wi::bit_and (@1, @3) == 0)
643    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
645 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
646 (simplify
647  (bit_xor:c (convert? (bit_ior:c @0 @1)) (convert? @0))
648  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
649   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
651 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
652 (simplify
653  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
654  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
655       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
656   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
658 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
659 (simplify
660  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
661  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
662   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
664 /* Fold (X & Y) ^ Y as ~X & Y.  */
665 (simplify
666  (bit_xor:c (bit_and:c @0 @1) @1)
667  (bit_and (bit_not @0) @1))
669 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
670    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
671    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
672    constants are involved.  For example, convert
673      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
674    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
675 (for op (bit_and bit_ior)
676      rop (bit_ior bit_and)
677  (simplify
678   (op (convert? (rop:c @0 @1)) (convert? (rop @0 @2)))
679   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
680    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
683 (simplify
684  (abs (abs@1 @0))
685  @1)
686 (simplify
687  (abs (negate @0))
688  (abs @0))
689 (simplify
690  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
691  @0)
693 /* A few cases of fold-const.c negate_expr_p predicate.  */
694 (match negate_expr_p
695  INTEGER_CST
696  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
697        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
698       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
699           && may_negate_without_overflow_p (t)))))
700 (match negate_expr_p
701  FIXED_CST)
702 (match negate_expr_p
703  (negate @0)
704  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))))
705 (match negate_expr_p
706  REAL_CST
707  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (t)))))
708 /* VECTOR_CST handling of non-wrapping types would recurse in unsupported
709    ways.  */
710 (match negate_expr_p
711  VECTOR_CST
712  (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (type)) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))))
714 /* (-A) * (-B) -> A * B  */
715 (simplify
716  (mult:c (convert1? (negate @0)) (convert2? negate_expr_p@1))
717   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
718        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
719    (mult (convert @0) (convert (negate @1)))))
721 /* -(A + B) -> (-B) - A.  */
722 (simplify
723  (negate (plus:c @0 negate_expr_p@1))
724  (if (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (element_mode (type))
725       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type)))
726   (minus (negate @1) @0)))
728 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  */
729 (simplify
730  (minus @0 negate_expr_p@1)
731  (if (!FIXED_POINT_TYPE_P (type))
732  (plus @0 (negate @1))))
734 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
735    when profitable.
736    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
737    binary operation result instead of to the operands.  This allows
738    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
739    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
740 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
741  (simplify
742   (bitop (convert @0) (convert? @1))
743   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
744          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
745          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
746         || types_match (@0, @1))
747        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
748           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
749           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
750           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
751           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
752        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
753        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
754               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
755            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
756            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
757               mode.  */
758            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
759            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
760               of its mode.  */
761            || TYPE_PRECISION (type) != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))))
762    (convert (bitop @0 (convert @1))))))
764 (for bitop (bit_and bit_ior)
765      rbitop (bit_ior bit_and)
766   /* (x | y) & x -> x */
767   /* (x & y) | x -> x */
768  (simplify
769   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
770   @0)
771  /* (~x | y) & x -> x & y */
772  /* (~x & y) | x -> x | y */
773  (simplify
774   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
775   (bitop @0 @1)))
777 /* Simplify (A & B) OP0 (C & B) to (A OP0 C) & B. */
778 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
779  (simplify
780   (bitop (bit_and:c @0 @1) (bit_and @2 @1))
781   (bit_and (bitop @0 @2) @1)))
783 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
784 (simplify
785   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
786   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
788 /* Combine successive equal operations with constants.  */
789 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
790  (simplify
791   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
792   (bitop @0 (bitop @1 @2))))
794 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
795    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
796 (match truth_valued_p
797  @0
798  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
799 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
800  (match truth_valued_p
801   (op @0 @1)))
802 (match truth_valued_p
803   (truth_not @0))
805 (match (logical_inverted_value @0)
806  (truth_not @0))
807 (match (logical_inverted_value @0)
808  (bit_not truth_valued_p@0))
809 (match (logical_inverted_value @0)
810  (eq @0 integer_zerop))
811 (match (logical_inverted_value @0)
812  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
813 (match (logical_inverted_value @0)
814  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
816 /* X & !X -> 0.  */
817 (simplify
818  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
819  { build_zero_cst (type); })
820 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
821 (for op (bit_ior bit_xor)
822  (simplify
823   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
824   { constant_boolean_node (true, type); }))
825 /* X ==/!= !X is false/true.  */
826 (for op (eq ne)
827  (simplify
828   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
829   { constant_boolean_node (op == NE_EXPR ? true : false, type); }))
831 /* If arg1 and arg2 are booleans (or any single bit type)
832    then try to simplify:
834    (~X & Y) -> X < Y
835    (X & ~Y) -> Y < X
836    (~X | Y) -> X <= Y
837    (X | ~Y) -> Y <= X
839    But only do this if our result feeds into a comparison as
840    this transformation is not always a win, particularly on
841    targets with and-not instructions.
842    -> simplify_bitwise_binary_boolean */
843 (simplify
844   (ne (bit_and:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
845   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
846        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
847    (lt @0 @1)))
848 (simplify
849   (ne (bit_ior:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
850   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
851        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
852    (le @0 @1)))
854 /* ~~x -> x */
855 (simplify
856   (bit_not (bit_not @0))
857   @0)
859 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
860 (simplify
861  (bit_not (convert? (negate @0)))
862  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
863   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
865 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
866 (simplify
867  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
868  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
869   (convert (negate @0))))
870 (simplify
871  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
872  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
873   (convert (negate @0))))
875 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
876 (simplify
877  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
878  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
879   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
880 (simplify
881  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
882  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
883   (convert (bit_xor @0 @1))))
885 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
886 (simplify
887  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
888  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
890 /* Fold A - (A & B) into ~B & A.  */
891 (simplify
892  (minus (convert? @0) (convert?:s (bit_and:cs @0 @1)))
893  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
894       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
895   (convert (bit_and (bit_not @1) @0))))
899 /* ((X inner_op C0) outer_op C1)
900    With X being a tree where value_range has reasoned certain bits to always be
901    zero throughout its computed value range,
902    inner_op = {|,^}, outer_op = {|,^} and inner_op != outer_op
903    where zero_mask has 1's for all bits that are sure to be 0 in
904    and 0's otherwise.
905    if (inner_op == '^') C0 &= ~C1;
906    if ((C0 & ~zero_mask) == 0) then emit (X outer_op (C0 outer_op C1)
907    if ((C1 & ~zero_mask) == 0) then emit (X inner_op (C0 outer_op C1)
909 (for inner_op (bit_ior bit_xor)
910      outer_op (bit_xor bit_ior)
911 (simplify
912  (outer_op
913   (inner_op:s @2 INTEGER_CST@0) INTEGER_CST@1)
914  (with
915   {
916     bool fail = false;
917     wide_int zero_mask_not;
918     wide_int C0;
919     wide_int cst_emit;
921     if (TREE_CODE (@2) == SSA_NAME)
922       zero_mask_not = get_nonzero_bits (@2);
923     else
924       fail = true;
926     if (inner_op == BIT_XOR_EXPR)
927       {
928         C0 = wi::bit_and_not (@0, @1);
929         cst_emit = wi::bit_or (C0, @1);
930       }
931     else
932       {
933         C0 = @0;
934         cst_emit = wi::bit_xor (@0, @1);
935       }
936   }
937   (if (!fail && wi::bit_and (C0, zero_mask_not) == 0)
938    (outer_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); })
939    (if (!fail && wi::bit_and (@1, zero_mask_not) == 0)
940     (inner_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); }))))))
942 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
943 (simplify
944   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
945   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
947 /* Pattern match
948      tem1 = (long) ptr1;
949      tem2 = (long) ptr2;
950      tem3 = tem2 - tem1;
951      tem4 = (unsigned long) tem3;
952      tem5 = ptr1 + tem4;
953    and produce
954      tem5 = ptr2;  */
955 (simplify
956   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
957   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
958   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
959        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
960             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
961    @1))
963 /* Pattern match
964      tem = (sizetype) ptr;
965      tem = tem & algn;
966      tem = -tem;
967      ... = ptr p+ tem;
968    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
969      ... = ptr & ~algn;  */
970 (simplify
971   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
972   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), wi::bit_not (@1)); }
973    (bit_and @0 { algn; })))
975 /* Try folding difference of addresses.  */
976 (simplify
977  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
978  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
979   (with { HOST_WIDE_INT diff; }
980    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
981     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
982 (simplify
983  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
984  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
985   (with { HOST_WIDE_INT diff; }
986    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
987     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
989 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
990    be able to fold this expression using the object or function's
991    alignment.  */
992 (simplify
993  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
994  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
995       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
996   (with
997    {
998      unsigned int align;
999      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
1000      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
1001    }
1002    (if (wi::ltu_p (@1, align / BITS_PER_UNIT))
1003     { wide_int_to_tree (type, wi::bit_and (@1, bitpos / BITS_PER_UNIT)); }))))
1006 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
1007 (if (!TYPE_SATURATING (type))
1009  /* Contract negates.  */
1010  /* A + (-B) -> A - B */
1011  (simplify
1012   (plus:c (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
1013   /* Apply STRIP_NOPS on @0 and the negate.  */
1014   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1015        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1016        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1017    (minus (convert @0) (convert @1))))
1018  /* A - (-B) -> A + B */
1019  (simplify
1020   (minus (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
1021   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1022        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1023        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1024    (plus (convert @0) (convert @1))))
1025  /* -(-A) -> A */
1026  (simplify
1027   (negate (convert? (negate @1)))
1028   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1029        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1030    (convert @1)))
1032  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
1033     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
1034  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
1035       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1037   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
1038      irrespective of overflow issues.  */
1039   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
1040   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
1041   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
1042   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
1043   (simplify
1044     (minus (plus:c @0 @1) @0)
1045     @1)
1046   (simplify
1047     (minus (minus @0 @1) @0)
1048     (negate @1))
1049   (simplify
1050     (plus:c (minus @0 @1) @1)
1051     @0)
1052   (simplify
1053    (minus @0 (plus:c @0 @1))
1054    (negate @1))
1055   (simplify
1056    (minus @0 (minus @0 @1))
1057    @1)
1059   /* (A +- CST) +- CST -> A + CST  */
1060   (for outer_op (plus minus)
1061    (for inner_op (plus minus)
1062     (simplify
1063      (outer_op (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1064      /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
1065         as we would introduce undefined overflow, for example
1066         with (a - 1) + INT_MIN.  */
1067      (with { tree cst = const_binop (outer_op == inner_op
1068                                      ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
1069       (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1070        (inner_op @0 { cst; } ))))))
1072   /* (CST - A) +- CST -> CST - A  */
1073   (for outer_op (plus minus)
1074    (simplify
1075     (outer_op (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0) CONSTANT_CLASS_P@2)
1076     (with { tree cst = const_binop (outer_op, type, @1, @2); }
1077      (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1078       (minus { cst; } @0)))))
1080   /* ~A + A -> -1 */
1081   (simplify
1082    (plus:c (bit_not @0) @0)
1083    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
1084     { build_all_ones_cst (type); }))
1086   /* ~A + 1 -> -A */
1087   (simplify
1088    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
1089    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1090     (negate (convert @0))))
1092   /* -A - 1 -> ~A */
1093   (simplify
1094    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
1095    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1096         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1097     (bit_not (convert @0))))
1099   /* -1 - A -> ~A */
1100   (simplify
1101    (minus integer_all_onesp @0)
1102    (bit_not @0))
1104   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
1105   (for add (plus pointer_plus)
1106    (simplify
1107     (minus (convert (add @0 @1))
1108      (convert @0))
1109     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1110          /* For integer types, if A has a smaller type
1111             than T the result depends on the possible
1112             overflow in P + A.
1113             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1114             However, if an overflow in P + A would cause
1115             undefined behavior, we can assume that there
1116             is no overflow.  */
1117          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1118              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1119          /* For pointer types, if the conversion of A to the
1120             final type requires a sign- or zero-extension,
1121             then we have to punt - it is not defined which
1122             one is correct.  */
1123          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1124              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1125              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
1126      (convert @1))))
1128   /* (T)P - (T)(P + A) -> -(T) A */
1129   (for add (plus pointer_plus)
1130    (simplify
1131     (minus (convert @0)
1132      (convert (add @0 @1)))
1133     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1134          /* For integer types, if A has a smaller type
1135             than T the result depends on the possible
1136             overflow in P + A.
1137             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1138             However, if an overflow in P + A would cause
1139             undefined behavior, we can assume that there
1140             is no overflow.  */
1141          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1142              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1143          /* For pointer types, if the conversion of A to the
1144             final type requires a sign- or zero-extension,
1145             then we have to punt - it is not defined which
1146             one is correct.  */
1147          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1148              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1149              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
1150      (negate (convert @1)))))
1152   /* (T)(P + A) - (T)(P + B) -> (T)A - (T)B */
1153   (for add (plus pointer_plus)
1154    (simplify
1155     (minus (convert (add @0 @1))
1156      (convert (add @0 @2)))
1157     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1158          /* For integer types, if A has a smaller type
1159             than T the result depends on the possible
1160             overflow in P + A.
1161             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1162             However, if an overflow in P + A would cause
1163             undefined behavior, we can assume that there
1164             is no overflow.  */
1165          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1166              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1167          /* For pointer types, if the conversion of A to the
1168             final type requires a sign- or zero-extension,
1169             then we have to punt - it is not defined which
1170             one is correct.  */
1171          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1172              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1173              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0
1174              && TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST
1175              && tree_int_cst_sign_bit (@2) == 0))
1176      (minus (convert @1) (convert @2)))))))
1179 /* Simplifications of MIN_EXPR, MAX_EXPR, fmin() and fmax().  */
1181 (for minmax (min max FMIN FMAX)
1182  (simplify
1183   (minmax @0 @0)
1184   @0))
1185 /* min(max(x,y),y) -> y.  */
1186 (simplify
1187  (min:c (max:c @0 @1) @1)
1188  @1)
1189 /* max(min(x,y),y) -> y.  */
1190 (simplify
1191  (max:c (min:c @0 @1) @1)
1192  @1)
1193 (simplify
1194  (min @0 @1)
1195  (switch
1196   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1197        && TYPE_MIN_VALUE (type)
1198        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
1199    @1)
1200   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1201        && TYPE_MAX_VALUE (type)
1202        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
1203    @0)))
1204 (simplify
1205  (max @0 @1)
1206  (switch
1207   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1208        && TYPE_MAX_VALUE (type)
1209        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
1210    @1)
1211   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1212        && TYPE_MIN_VALUE (type)
1213        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
1214    @0)))
1215 (for minmax (FMIN FMAX)
1216  /* If either argument is NaN, return the other one.  Avoid the
1217     transformation if we get (and honor) a signalling NaN.  */
1218  (simplify
1219   (minmax:c @0 REAL_CST@1)
1220   (if (real_isnan (TREE_REAL_CST_PTR (@1))
1221        && (!HONOR_SNANS (@1) || !TREE_REAL_CST (@1).signalling))
1222    @0)))
1223 /* Convert fmin/fmax to MIN_EXPR/MAX_EXPR.  C99 requires these
1224    functions to return the numeric arg if the other one is NaN.
1225    MIN and MAX don't honor that, so only transform if -ffinite-math-only
1226    is set.  C99 doesn't require -0.0 to be handled, so we don't have to
1227    worry about it either.  */
1228 (if (flag_finite_math_only)
1229  (simplify
1230   (FMIN @0 @1)
1231   (min @0 @1))
1232  (simplify
1233   (FMAX @0 @1)
1234   (max @0 @1)))
1235 /* min (-A, -B) -> -max (A, B)  */
1236 (for minmax (min max FMIN FMAX)
1237      maxmin (max min FMAX FMIN)
1238  (simplify
1239   (minmax (negate:s@2 @0) (negate:s@3 @1))
1240   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1241        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1242            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
1243    (negate (maxmin @0 @1)))))
1244 /* MIN (~X, ~Y) -> ~MAX (X, Y)
1245    MAX (~X, ~Y) -> ~MIN (X, Y)  */
1246 (for minmax (min max)
1247  maxmin (max min)
1248  (simplify
1249   (minmax (bit_not:s@2 @0) (bit_not:s@3 @1))
1250   (bit_not (maxmin @0 @1))))
1252 /* Simplifications of shift and rotates.  */
1254 (for rotate (lrotate rrotate)
1255  (simplify
1256   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
1257   @0))
1259 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
1260 (simplify
1261  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
1262  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
1263       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
1264   @0))
1266 /* Optimize (x >> c) << c into x & (-1<<c).  */
1267 (simplify
1268  (lshift (rshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
1269  (if (wi::ltu_p (@1, element_precision (type)))
1270   (bit_and @0 (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
1272 /* Optimize (x << c) >> c into x & ((unsigned)-1 >> c) for unsigned
1273    types.  */
1274 (simplify
1275  (rshift (lshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
1276  (if (TYPE_UNSIGNED (type)
1277       && (wi::ltu_p (@1, element_precision (type))))
1278   (bit_and @0 (rshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
1280 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
1281  (simplify
1282   (shiftrotate @0 integer_zerop)
1283   (non_lvalue @0))
1284  (simplify
1285   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
1286   @0)
1287  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
1288     if vector2 is uniform.  */
1289  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
1290   (simplify
1291    (shiftrotate @0 vec@1)
1292    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
1293     (if (tem)
1294      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
1296 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
1297    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
1298 (simplify
1299  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
1300  (rrotate @0 { const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
1301                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
1302                                            element_precision (type)), @1); }))
1304 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
1305 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
1306  (simplify
1307   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
1308   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
1309    (if (wi::ge_p (@1, 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
1310         && wi::lt_p (@1, prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
1311         && wi::ge_p (@2, 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
1312         && wi::lt_p (@2, prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1313     (with { unsigned int low = wi::add (@1, @2).to_uhwi (); }
1314      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
1315         being well defined.  */
1316      (if (low >= prec)
1317       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
1318        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); })
1319        (if (TYPE_UNSIGNED (type) || op == LSHIFT_EXPR)
1320         { build_zero_cst (type); }
1321         (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); })))
1322       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); })))))))
1325 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
1326    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
1327 (for cmp (ne eq)
1328      icmp (eq ne)
1329  (simplify
1330   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
1331   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1333 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
1334    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
1335    if CST2 != 0.  */
1336 (for cmp (ne eq)
1337  (simplify
1338   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
1339   (with { int cand = wi::ctz (@2) - wi::ctz (@0); }
1340    (if (cand < 0
1341         || (!integer_zerop (@2)
1342             && wi::ne_p (wi::lshift (@0, cand), @2)))
1343     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
1344     (if (!integer_zerop (@2)
1345          && wi::eq_p (wi::lshift (@0, cand), @2))
1346      (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); }))))))
1348 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
1349         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
1350    if the new mask might be further optimized.  */
1351 (for shift (lshift rshift)
1352  (simplify
1353   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
1354            INTEGER_CST@2)
1355    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
1356         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
1357         && tree_fits_uhwi_p (@1)
1358         && tree_to_uhwi (@1) > 0
1359         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
1360     (with
1361      {
1362        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
1363        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
1364        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
1365        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
1366        unsigned int prec;
1368        if (shift == LSHIFT_EXPR)
1369          zerobits = ((((unsigned HOST_WIDE_INT) 1) << shiftc) - 1);
1370        else if (shift == RSHIFT_EXPR
1371                 && (TYPE_PRECISION (shift_type)
1372                     == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (shift_type))))
1373          {
1374            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
1375            tree arg00 = @0;
1376            /* See if more bits can be proven as zero because of
1377               zero extension.  */
1378            if (@3 != @0
1379                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1380              {
1381                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
1382                if ((TYPE_PRECISION (inner_type)
1383                     == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (inner_type)))
1384                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
1385                  {
1386                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
1387                    /* See if we can shorten the right shift.  */
1388                    if (shiftc < prec)
1389                      shift_type = inner_type;
1390                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
1391                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
1392                       is all ones.  */
1393                  }
1394              }
1395            zerobits = ~(unsigned HOST_WIDE_INT) 0;
1396            if (shiftc < prec)
1397              {
1398                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
1399                zerobits <<= prec - shiftc;
1400              }
1401            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
1402               can contain actually sign bits, so no transformation is
1403               possible, unless MASK masks them all away.  In that
1404               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
1405            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
1406                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
1407              {
1408                if ((mask & zerobits) == 0)
1409                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
1410                else
1411                  zerobits = 0;
1412              }
1413          }
1414      }
1415      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
1416      (if ((mask & zerobits) == mask)
1417       { build_int_cst (type, 0); }
1418       (with { newmask = mask | zerobits; }
1419        (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
1420         (with
1421          {
1422            /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
1423               mode's mask.  */
1424            for (prec = BITS_PER_UNIT;
1425                 prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
1426              if (newmask == (((unsigned HOST_WIDE_INT) 1) << prec) - 1)
1427                break;
1428          }
1429          (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
1430               || newmask == ~(unsigned HOST_WIDE_INT) 0)
1431           (with
1432            { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
1433            (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
1434             (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
1435              (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; })
1436              (bit_and @4 { newmaskt; })))))))))))))
1438 /* Fold (X {&,^,|} C2) << C1 into (X << C1) {&,^,|} (C2 << C1)
1439    (X {&,^,|} C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
1440 (for shift (lshift rshift)
1441  (for bit_op (bit_and bit_xor bit_ior)
1442   (simplify
1443    (shift (convert?:s (bit_op:s @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
1444    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1445     (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
1446      (bit_op (shift (convert @0) @1) { mask; }))))))
1449 /* Simplifications of conversions.  */
1451 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
1452 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
1453  (simplify
1454   (cvt @0)
1455   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1456        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
1457    @0)))
1459 /* Contract view-conversions.  */
1460 (simplify
1461   (view_convert (view_convert @0))
1462   (view_convert @0))
1464 /* For integral conversions with the same precision or pointer
1465    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
1466 (simplify
1467   (view_convert @0)
1468   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
1469        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
1470        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
1471    (convert @0)))
1473 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size.  */
1474 (simplify
1475   (view_convert (convert@0 @1))
1476   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
1477        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
1478        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
1479        && (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))))
1480    (view_convert @1)))
1482 /* Re-association barriers around constants and other re-association
1483    barriers can be removed.  */
1484 (simplify
1485  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
1486  @0)
1487 (simplify
1488  (paren (paren@1 @0))
1489  @1)
1491 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
1492 (for ocvt (convert float fix_trunc)
1493  (for icvt (convert float)
1494   (simplify
1495    (ocvt (icvt@1 @0))
1496    (with
1497     {
1498       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
1499       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
1500       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
1501       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
1502       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
1503       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
1504       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
1505       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
1506       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
1507       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
1508       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
1509       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
1510       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
1511       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
1512       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
1513       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
1514       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
1515       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
1516       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
1517       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
1518     }
1519    (switch
1520     /* In addition to the cases of two conversions in a row
1521        handled below, if we are converting something to its own
1522        type via an object of identical or wider precision, neither
1523        conversion is needed.  */
1524     (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
1525           || (GENERIC
1526               && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
1527          && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
1528              || (inter_float && final_float))
1529          && inter_prec >= final_prec)
1530      (ocvt @0))
1532     /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
1533        float or both integer, we don't need the middle conversion if the
1534        former is wider than the latter and doesn't change the signedness
1535        (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
1536        then we sometimes need the middle conversion.  Likewise if the
1537        final type has a precision not equal to the size of its mode.  */
1538     (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
1539          && (final_int || final_float)
1540          && inter_prec >= inside_prec
1541          && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp)
1542          && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1543                && TYPE_MODE (type) == TYPE_MODE (inter_type)))
1544      (ocvt @0))
1546     /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
1547        replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
1548        final conversion does not change precision we can drop the
1549        intermediate conversion.  */
1550     (if (inside_int && inter_int && final_int
1551          && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
1552               && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
1553              || final_prec == inter_prec))
1554      (ocvt @0))
1556     /* Two conversions in a row are not needed unless:
1557         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
1558         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
1559         - the intermediate type is narrower than both initial and
1560           final, or
1561         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
1562           and the outermost type is wider than the intermediate, or
1563         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
1564           intermediate and final types differ, or
1565         - the final type is a pointer type and the precisions of the
1566           initial and intermediate types differ.  */
1567     (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
1568          && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
1569          && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
1570          && ! (inside_int && inter_int
1571                && inter_unsignedp != inside_unsignedp
1572                && inter_prec < final_prec)
1573          && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
1574              == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
1575          && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
1576          && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec)
1577          && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1578                && TYPE_MODE (type) == TYPE_MODE (inter_type)))
1579      (ocvt @0))
1581     /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
1582        canonicalized as bitwise and of a mask.  */
1583     (if (GIMPLE /* PR70366: doing this in GENERIC breaks -Wconversion.  */
1584          && final_int && inter_int && inside_int
1585          && final_prec == inside_prec
1586          && final_prec > inter_prec
1587          && inter_unsignedp)
1588      (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
1589                               (inside_type,
1590                                wi::mask (inter_prec, false,
1591                                          TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
1593     /* If we are converting an integer to a floating-point that can
1594        represent it exactly and back to an integer, we can skip the
1595        floating-point conversion.  */
1596     (if (GIMPLE /* PR66211 */
1597          && inside_int && inter_float && final_int &&
1598          (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
1599          >= inside_prec - !inside_unsignedp)
1600      (convert @0)))))))
1602 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
1603    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
1604    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
1605 (simplify
1606   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
1607   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1608        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1609        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1610        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
1611                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
1612    (convert @0)))
1615 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
1616 (simplify
1617   (mult (convert? (exact_div @0 @1)) @1)
1618   /* Look through a sign-changing conversion.  */
1619   (convert @0))
1621 /* Canonicalization of binary operations.  */
1623 /* Convert X + -C into X - C.  */
1624 (simplify
1625  (plus @0 REAL_CST@1)
1626  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
1627   (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); }
1628    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
1629     (minus @0 { tem; })))))
1631 /* Convert x+x into x*2.0.  */
1632 (simplify
1633  (plus @0 @0)
1634  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
1635   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })))
1637 (simplify
1638  (minus integer_zerop @1)
1639  (negate @1))
1641 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
1642    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
1643    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
1644 (simplify
1645  (minus real_zerop@0 @1)
1646  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
1647   (negate @1)))
1649 /* Transform x * -1 into -x.  */
1650 (simplify
1651  (mult @0 integer_minus_onep)
1652  (negate @0))
1654 /* True if we can easily extract the real and imaginary parts of a complex
1655    number.  */
1656 (match compositional_complex
1657  (convert? (complex @0 @1)))
1659 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
1660 (simplify
1661  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
1662  @0)
1663 (simplify
1664  (realpart (complex @0 @1))
1665  @0)
1666 (simplify
1667  (imagpart (complex @0 @1))
1668  @1)
1670 /* Sometimes we only care about half of a complex expression.  */
1671 (simplify
1672  (realpart (convert?:s (conj:s @0)))
1673  (convert (realpart @0)))
1674 (simplify
1675  (imagpart (convert?:s (conj:s @0)))
1676  (convert (negate (imagpart @0))))
1677 (for part (realpart imagpart)
1678  (for op (plus minus)
1679   (simplify
1680    (part (convert?:s@2 (op:s @0 @1)))
1681    (convert (op (part @0) (part @1))))))
1682 (simplify
1683  (realpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
1684  (convert (COS @0)))
1685 (simplify
1686  (imagpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
1687  (convert (SIN @0)))
1689 /* conj(conj(x)) -> x  */
1690 (simplify
1691  (conj (convert? (conj @0)))
1692  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type))
1693   (convert @0)))
1695 /* conj({x,y}) -> {x,-y}  */
1696 (simplify
1697  (conj (convert?:s (complex:s @0 @1)))
1698  (with { tree itype = TREE_TYPE (type); }
1699   (complex (convert:itype @0) (negate (convert:itype @1)))))
1701 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
1702 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
1703  (simplify
1704   (bswap (bswap @0))
1705   @0)
1706  (simplify
1707   (bswap (bit_not (bswap @0)))
1708   (bit_not @0))
1709  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
1710   (simplify
1711    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
1712    (bitop @0 (bswap @1)))))
1715 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
1717 /* Simplify constant conditions.
1718    Only optimize constant conditions when the selected branch
1719    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
1720    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
1721    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
1722    this one as we depend on doing this transform before possibly
1723    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
1724    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
1725    genmatch cannot handle.  */
1726 (simplify
1727  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
1728  (if (integer_zerop (@0))
1729   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)) || VOID_TYPE_P (type))
1730    @2)
1731   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || VOID_TYPE_P (type))
1732    @1)))
1733 (simplify
1734  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
1735  (if (integer_all_onesp (@0))
1736   @1
1737   (if (integer_zerop (@0))
1738    @2)))
1740 (for cnd (cond vec_cond)
1741  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
1742  (simplify
1743   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
1744   (cnd @0 @1 @3))
1745  (simplify
1746   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
1747   (cnd @0 @1 @3))
1748  /* A ? B : (!A ? C : X) -> A ? B : C.  */
1749  /* ???  This matches embedded conditions open-coded because genmatch
1750     would generate matching code for conditions in separate stmts only.
1751     The following is still important to merge then and else arm cases
1752     from if-conversion.  */
1753  (simplify
1754   (cnd @0 @1 (cnd @2 @3 @4))
1755   (if (COMPARISON_CLASS_P (@0)
1756        && COMPARISON_CLASS_P (@2)
1757        && invert_tree_comparison
1758            (TREE_CODE (@0), HONOR_NANS (TREE_OPERAND (@0, 0))) == TREE_CODE (@2)
1759        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 0), TREE_OPERAND (@2, 0), 0)
1760        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 1), TREE_OPERAND (@2, 1), 0))
1761    (cnd @0 @1 @3)))
1762  (simplify
1763   (cnd @0 (cnd @1 @2 @3) @4)
1764   (if (COMPARISON_CLASS_P (@0)
1765        && COMPARISON_CLASS_P (@1)
1766        && invert_tree_comparison
1767            (TREE_CODE (@0), HONOR_NANS (TREE_OPERAND (@0, 0))) == TREE_CODE (@1)
1768        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 0), TREE_OPERAND (@1, 0), 0)
1769        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 1), TREE_OPERAND (@1, 1), 0))
1770    (cnd @0 @3 @4)))
1772  /* A ? B : B -> B.  */
1773  (simplify
1774   (cnd @0 @1 @1)
1775   @1)
1777  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
1778  (simplify
1779   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
1780   (cnd @0 @2 @1)))
1782 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C ? -1 : 0), since vector comparisons
1783    return all -1 or all 0 results.  */
1784 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
1785    but that isn't necessarily a win on its own.  */
1786 (simplify
1787  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
1788  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1789       && TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type) == TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1))
1790       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
1791           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
1792   (minus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
1794 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C ? -1 : 0).  */
1795 (simplify
1796  (minus @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
1797  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1798       && TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type) == TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1))
1799       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
1800           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
1801   (plus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
1804 /* Simplifications of comparisons.  */
1806 /* See if we can reduce the magnitude of a constant involved in a
1807    comparison by changing the comparison code.  This is a canonicalization
1808    formerly done by maybe_canonicalize_comparison_1.  */
1809 (for cmp  (le gt)
1810      acmp (lt ge)
1811  (simplify
1812   (cmp @0 INTEGER_CST@1)
1813   (if (tree_int_cst_sgn (@1) == -1)
1814    (acmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::add (@1, 1)); }))))
1815 (for cmp  (ge lt)
1816      acmp (gt le)
1817  (simplify
1818   (cmp @0 INTEGER_CST@1)
1819   (if (tree_int_cst_sgn (@1) == 1)
1820    (acmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::sub (@1, 1)); }))))
1823 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
1824    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
1825    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
1826    that with expression code iteration.  */
1827 (for cmp (tcc_comparison)
1828      icmp (inverted_tcc_comparison)
1829      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
1830  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
1831     and handle some more cases by using
1832       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
1833     here but for that genmatch would need to "inline" that.
1834     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
1835  (simplify
1836   (bit_not (cmp @0 @1))
1837   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1838        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
1839    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
1840       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
1841       a computed operator in the replacement tree thus we have
1842       to play the trick below.  */
1843    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
1844              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
1845     (if (ic == icmp)
1846      (icmp @0 @1)
1847      (if (ic == ncmp)
1848       (ncmp @0 @1))))))
1849  (simplify
1850   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
1851   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
1852             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
1853    (if (ic == icmp)
1854     (icmp @0 @1)
1855     (if (ic == ncmp)
1856      (ncmp @0 @1))))))
1858 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
1859    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
1860    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
1861    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
1862    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
1863 (for cmp (eq ne)
1864  (simplify
1865   (cmp (minus@2 @0 @1) integer_zerop)
1866   (if (single_use (@2))
1867    (cmp @0 @1))))
1869 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
1870    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
1871    often enough for folding it to be of value.  One example is in
1872    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
1873 (for cmp (simple_comparison)
1874      scmp (swapped_simple_comparison)
1875  (simplify
1876   (cmp (mult@3 @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
1877   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
1878   (if (integer_zerop (@1))
1879    (cmp @1 @2)
1880    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1881         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1882         && single_use (@3))
1883     /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
1884     (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
1885      (scmp @0 @2)
1886      (cmp @0 @2))))))
1888 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
1889    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
1890 (for cmp (eq ge le)
1891  (simplify
1892   (cmp @0 @0)
1893   (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1894        || ! HONOR_NANS (@0))
1895    { constant_boolean_node (true, type); }
1896    (if (cmp != EQ_EXPR)
1897     (eq @0 @0)))))
1898 (for cmp (ne gt lt)
1899  (simplify
1900   (cmp @0 @0)
1901   (if (cmp != NE_EXPR
1902        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1903        || ! HONOR_NANS (@0))
1904    { constant_boolean_node (false, type); })))
1905 (for cmp (unle unge uneq)
1906  (simplify
1907   (cmp @0 @0)
1908   { constant_boolean_node (true, type); }))
1909 (simplify
1910  (ltgt @0 @0)
1911  (if (!flag_trapping_math)
1912   { constant_boolean_node (false, type); }))
1914 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
1915 (for cmp (simple_comparison)
1916  (simplify
1917   (cmp (bit_not@2 @0) (bit_not@3 @1))
1918   (if (single_use (@2) && single_use (@3))
1919    (cmp @1 @0))))
1921 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
1922 (for cmp (simple_comparison)
1923      scmp (swapped_simple_comparison)
1924  (simplify
1925   (cmp (bit_not@2 @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
1926   (if (single_use (@2)
1927        && (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST))
1928    (scmp @0 (bit_not @1)))))
1930 (for cmp (simple_comparison)
1931  /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
1932  (simplify
1933   (cmp (convert@2 @0) (convert? @1))
1934   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1935        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1936            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
1937        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1938            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))))
1939    (with
1940     {
1941       tree type1 = TREE_TYPE (@1);
1942       if (TREE_CODE (@1) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
1943         {
1944           REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@1);
1945           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
1946               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
1947             type1 = float_type_node;
1948           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
1949               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
1950             type1 = double_type_node;
1951         }
1952       tree newtype
1953         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type1)
1954            ? TREE_TYPE (@0) : type1); 
1955     }
1956     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (newtype))
1957      (cmp (convert:newtype @0) (convert:newtype @1))))))
1959  (simplify
1960   (cmp @0 REAL_CST@1)
1961   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
1962   (switch
1963    /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
1964    (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
1965     (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
1966    /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
1967    (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
1968         && ! HONOR_SNANS (@1))
1969     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
1970    /* Fold comparisons against infinity.  */
1971    (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
1972         && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
1973     (with
1974      {
1975        REAL_VALUE_TYPE max;
1976        enum tree_code code = cmp;
1977        bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
1978        if (neg)
1979          code = swap_tree_comparison (code);
1980      }
1981      (switch
1982       /* x > +Inf is always false, if with ignore sNANs.  */
1983       (if (code == GT_EXPR
1984            && ! HONOR_SNANS (@0))
1985        { constant_boolean_node (false, type); })
1986       (if (code == LE_EXPR)
1987        /* x <= +Inf is always true, if we don't case about NaNs.  */
1988        (if (! HONOR_NANS (@0))
1989         { constant_boolean_node (true, type); }
1990         /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. !isnan(x).  */
1991         (eq @0 @0)))
1992       /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX.  */
1993       (if (code == EQ_EXPR || code == GE_EXPR)
1994        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
1995         (if (neg)
1996          (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
1997          (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
1998       /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
1999       (if (code == LT_EXPR)
2000        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
2001         (if (neg)
2002          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
2003          (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
2004       /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX).  */
2005       (if (code == NE_EXPR)
2006        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
2007         (if (! HONOR_NANS (@0))
2008          (if (neg)
2009           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
2010           (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
2011          (if (neg)
2012           (bit_xor (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
2013            { build_one_cst (type); })
2014           (bit_xor (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
2015            { build_one_cst (type); }))))))))))
2017  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
2018     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
2019     comparison with a revised real constant as long as no overflow
2020     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
2021  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
2022   (for op (plus minus)
2023    (simplify
2024     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
2025     (with
2026      {
2027        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
2028                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
2029      }
2030      (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
2031       (cmp @0 { tem; }))))))
2033  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
2034     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
2035     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
2036     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
2037  (if (flag_associative_math)
2038   (simplify
2039    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
2040    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
2041     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
2042      (cmp { tem; } @1)))))
2044  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
2045  (if (flag_unsafe_math_optimizations
2046       && ! flag_errno_math)
2047   (for sq (SQRT)
2048    (simplify
2049     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
2050     (switch
2051      (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
2052       (switch
2053        /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
2054        (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
2055         { constant_boolean_node (false, type); })
2056        /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
2057           don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
2058        (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
2059         { constant_boolean_node (true, type); })
2060        /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
2061        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })))
2062      (if (real_equal (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
2063       (switch
2064        /* sqrt(x) < 0 is always false.  */
2065        (if (cmp == LT_EXPR)
2066         { constant_boolean_node (false, type); })
2067        /* sqrt(x) >= 0 is always true if we don't care about NaNs.  */
2068        (if (cmp == GE_EXPR && !HONOR_NANS (@0))
2069         { constant_boolean_node (true, type); })
2070        /* sqrt(x) <= 0 -> x == 0.  */
2071        (if (cmp == LE_EXPR)
2072         (eq @0 @1))
2073        /* Otherwise sqrt(x) cmp 0 -> x cmp 0.  Here cmp can be >=, >,
2074           == or !=.  In the last case:
2076             (sqrt(x) != 0) == (NaN != 0) == true == (x != 0)
2078           if x is negative or NaN.  Due to -funsafe-math-optimizations,
2079           the results for other x follow from natural arithmetic.  */
2080        (cmp @0 @1)))
2081      (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
2082       (with
2083        {
2084          REAL_VALUE_TYPE c2;
2085          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
2086                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
2087          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
2088        }
2089        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
2090         /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
2091         (if (HONOR_INFINITIES (@0))
2092          (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
2093          { constant_boolean_node (false, type); })
2094         /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
2095         (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
2096      (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
2097       (with
2098        {
2099          REAL_VALUE_TYPE c2;
2100          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
2101                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
2102          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
2103        }
2104        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
2105         (switch
2106          /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
2107             value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
2108          (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
2109           { constant_boolean_node (true, type); })
2110          /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
2111             don't care about NaNs.  */
2112          (if (! HONOR_NANS (@0))
2113           (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
2114          /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
2115             don't care about Infinities.  */
2116          (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
2117           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
2118          /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
2119          (if (GENERIC)
2120           (truth_andif
2121            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
2122            (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
2123         /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
2124         (if (! HONOR_NANS (@0))
2125          (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
2126          /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
2127          (if (GENERIC)
2128           (truth_andif
2129            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
2130            (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))))))))))
2132 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
2133 (simplify
2134  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
2135  (if (types_match (@0, @1))
2136   (unordered @0 @1)))
2137 (simplify
2138  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
2139  (if (types_match (@0, @1))
2140   (ordered @0 @1)))
2141 (simplify
2142  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
2143  @2)
2144 (simplify
2145  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
2146  @2)
2148 /* Simple range test simplifications.  */
2149 /* A < B || A >= B -> true.  */
2150 (for test1 (lt le le le ne ge)
2151      test2 (ge gt ge ne eq ne)
2152  (simplify
2153   (bit_ior:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
2154   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2155        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2156    { constant_boolean_node (true, type); })))
2157 /* A < B && A >= B -> false.  */
2158 (for test1 (lt lt lt le ne eq)
2159      test2 (ge gt eq gt eq gt)
2160  (simplify
2161   (bit_and:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
2162   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2163        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2164    { constant_boolean_node (false, type); })))
2166 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
2167 (for cmp (tcc_comparison)
2168      scmp (swapped_tcc_comparison)
2169  (simplify
2170   (cmp (negate @0) (negate @1))
2171   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2172        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2173            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
2174    (scmp @0 @1)))
2175  (simplify
2176   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
2177   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2178        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2179            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
2180    (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
2181     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
2182      (scmp @0 { tem; }))))))
2184 /* Convert ABS_EXPR<x> == 0 or ABS_EXPR<x> != 0 to x == 0 or x != 0.  */
2185 (for op (eq ne)
2186  (simplify
2187   (op (abs @0) zerop@1)
2188   (op @0 @1)))
2190 /* From fold_sign_changed_comparison and fold_widened_comparison.  */
2191 (for cmp (simple_comparison)
2192  (simplify
2193   (cmp (convert@0 @00) (convert?@1 @10))
2194   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2195        /* Disable this optimization if we're casting a function pointer
2196           type on targets that require function pointer canonicalization.  */
2197        && !(targetm.have_canonicalize_funcptr_for_compare ()
2198             && TREE_CODE (TREE_TYPE (@00)) == POINTER_TYPE
2199             && TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@00))) == FUNCTION_TYPE)
2200        && single_use (@0))
2201    (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2202         && (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
2203             || (@1 != @10 && types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))))
2204         && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2205             || cmp == NE_EXPR
2206             || cmp == EQ_EXPR)
2207         && (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00)) == POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
2208     /* ???  The special-casing of INTEGER_CST conversion was in the original
2209        code and here to avoid a spurious overflow flag on the resulting
2210        constant which fold_convert produces.  */
2211     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
2212      (cmp @00 { force_fit_type (TREE_TYPE (@00), wi::to_widest (@1), 0,
2213                                 TREE_OVERFLOW (@1)); })
2214      (cmp @00 (convert @1)))
2216     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)))
2217      /* If possible, express the comparison in the shorter mode.  */
2218      (if ((cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
2219            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)))
2220           && (types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))
2221               || ((TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00))
2222                    >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@10)))
2223                   && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
2224                       == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@10))))
2225               || (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
2226                   && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
2227                   && int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))))
2228       (cmp @00 (convert @10))
2229       (if (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
2230            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
2231            && !int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))
2232        (with
2233         {
2234           tree min = lower_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
2235           tree max = upper_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
2236           bool above = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, max, @10));
2237           bool below = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, @10, min));
2238         }
2239         (if (above || below)
2240          (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
2241           { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); }
2242           (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
2243            { constant_boolean_node (above ? true : false, type); }
2244            (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
2245             { constant_boolean_node (above ? false : true, type); }))))))))))))
2247 (for cmp (eq ne)
2248  /* A local variable can never be pointed to by
2249     the default SSA name of an incoming parameter.
2250     SSA names are canonicalized to 2nd place.  */
2251  (simplify
2252   (cmp addr@0 SSA_NAME@1)
2253   (if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (@1)
2254        && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (@1)) == PARM_DECL)
2255    (with { tree base = get_base_address (TREE_OPERAND (@0, 0)); }
2256     (if (TREE_CODE (base) == VAR_DECL
2257          && auto_var_in_fn_p (base, current_function_decl))
2258      (if (cmp == NE_EXPR)
2259       { constant_boolean_node (true, type); }
2260       { constant_boolean_node (false, type); }))))))
2262 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
2263 (for cmp (eq ne)
2265  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
2266     Similarly for NE_EXPR.  */
2267  (simplify
2268   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
2269   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
2270        && wi::bit_and_not (@1, @2) != 0)
2271    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
2273  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
2274  (simplify
2275   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
2276   (cmp @0 @1))
2278  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
2279     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
2280  (simplify
2281   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
2282   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
2284  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
2285  (simplify
2286   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
2287   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
2288    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2)))))
2290  (simplify
2291   (cmp (convert? addr@0) integer_zerop)
2292   (if (tree_single_nonzero_warnv_p (@0, NULL))
2293    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
2295 /* If we have (A & C) == C where C is a power of 2, convert this into
2296    (A & C) != 0.  Similarly for NE_EXPR.  */
2297 (for cmp (eq ne)
2298      icmp (ne eq)
2299  (simplify
2300   (cmp (bit_and@2 @0 integer_pow2p@1) @1)
2301   (icmp @2 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
2303 /* If we have (A & C) != 0 where C is the sign bit of A, convert
2304    this into A < 0.  Similarly for (A & C) == 0 into A >= 0.  */
2305 (for cmp (eq ne)
2306      ncmp (ge lt)
2307  (simplify
2308   (cmp (bit_and (convert?@2 @0) integer_pow2p@1) integer_zerop)
2309   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2310        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2311            == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
2312        && element_precision (@2) >= element_precision (@0)
2313        && wi::only_sign_bit_p (@1, element_precision (@0)))
2314    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
2315     (ncmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))))
2317 /* When the addresses are not directly of decls compare base and offset.
2318    This implements some remaining parts of fold_comparison address
2319    comparisons but still no complete part of it.  Still it is good
2320    enough to make fold_stmt not regress when not dispatching to fold_binary.  */
2321 (for cmp (simple_comparison)
2322  (simplify
2323   (cmp (convert1?@2 addr@0) (convert2? addr@1))
2324   (with
2325    {
2326      HOST_WIDE_INT off0, off1;
2327      tree base0 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off0);
2328      tree base1 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@1, 0), &off1);
2329      if (base0 && TREE_CODE (base0) == MEM_REF)
2330        {
2331          off0 += mem_ref_offset (base0).to_short_addr ();
2332          base0 = TREE_OPERAND (base0, 0);
2333        }
2334      if (base1 && TREE_CODE (base1) == MEM_REF)
2335        {
2336          off1 += mem_ref_offset (base1).to_short_addr ();
2337          base1 = TREE_OPERAND (base1, 0);
2338        }
2339    }
2340    (if (base0 && base1)
2341     (with
2342      {
2343        int equal = 2;
2344        if (decl_in_symtab_p (base0)
2345            && decl_in_symtab_p (base1))
2346          equal = symtab_node::get_create (base0)
2347                    ->equal_address_to (symtab_node::get_create (base1));
2348        else if ((DECL_P (base0)
2349                  || TREE_CODE (base0) == SSA_NAME
2350                  || TREE_CODE (base0) == STRING_CST)
2351                 && (DECL_P (base1)
2352                     || TREE_CODE (base1) == SSA_NAME
2353                     || TREE_CODE (base1) == STRING_CST))
2354          equal = (base0 == base1);
2355      }
2356      (if (equal == 1
2357           && (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
2358               /* If the offsets are equal we can ignore overflow.  */
2359               || off0 == off1
2360               || POINTER_TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED
2361               /* Or if we compare using pointers to decls or strings.  */
2362               || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2363                   && (DECL_P (base0) || TREE_CODE (base0) == STRING_CST))))
2364       (switch
2365        (if (cmp == EQ_EXPR)
2366         { constant_boolean_node (off0 == off1, type); })
2367        (if (cmp == NE_EXPR)
2368         { constant_boolean_node (off0 != off1, type); })
2369        (if (cmp == LT_EXPR)
2370         { constant_boolean_node (off0 < off1, type); })
2371        (if (cmp == LE_EXPR)
2372         { constant_boolean_node (off0 <= off1, type); })
2373        (if (cmp == GE_EXPR)
2374         { constant_boolean_node (off0 >= off1, type); })
2375        (if (cmp == GT_EXPR)
2376         { constant_boolean_node (off0 > off1, type); }))
2377       (if (equal == 0
2378            && DECL_P (base0) && DECL_P (base1)
2379            /* If we compare this as integers require equal offset.  */
2380            && (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2381                || off0 == off1))
2382        (switch
2383         (if (cmp == EQ_EXPR)
2384          { constant_boolean_node (false, type); })
2385         (if (cmp == NE_EXPR)
2386          { constant_boolean_node (true, type); })))))))))
2388 /* Non-equality compare simplifications from fold_binary  */
2389 (for cmp (lt gt le ge)
2390  /* Comparisons with the highest or lowest possible integer of
2391     the specified precision will have known values.  */
2392  (simplify
2393   (cmp (convert?@2 @0) INTEGER_CST@1)
2394   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2395        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0)))
2396    (with
2397     {
2398       tree arg1_type = TREE_TYPE (@1);
2399       unsigned int prec = TYPE_PRECISION (arg1_type);
2400       wide_int max = wi::max_value (arg1_type);
2401       wide_int signed_max = wi::max_value (prec, SIGNED);
2402       wide_int min = wi::min_value (arg1_type);
2403     }
2404     (switch
2405      (if (wi::eq_p (@1, max))
2406       (switch
2407        (if (cmp == GT_EXPR)
2408         { constant_boolean_node (false, type); })
2409        (if (cmp == GE_EXPR)
2410         (eq @2 @1))
2411        (if (cmp == LE_EXPR)
2412         { constant_boolean_node (true, type); })
2413        (if (cmp == LT_EXPR)
2414         (ne @2 @1))))
2415      (if (wi::eq_p (@1, min))
2416       (switch
2417        (if (cmp == LT_EXPR)
2418         { constant_boolean_node (false, type); })
2419        (if (cmp == LE_EXPR)
2420         (eq @2 @1))
2421        (if (cmp == GE_EXPR)
2422         { constant_boolean_node (true, type); })
2423        (if (cmp == GT_EXPR)
2424         (ne @2 @1))))
2425      (if (wi::eq_p (@1, max - 1))
2426       (switch
2427        (if (cmp == GT_EXPR)
2428         (eq @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::add (@1, 1)); }))
2429        (if (cmp == LE_EXPR)
2430         (ne @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::add (@1, 1)); }))))
2431      (if (wi::eq_p (@1, min + 1))
2432       (switch
2433        (if (cmp == GE_EXPR)
2434         (ne @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::sub (@1, 1)); }))
2435        (if (cmp == LT_EXPR)
2436         (eq @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::sub (@1, 1)); }))))
2437      (if (wi::eq_p (@1, signed_max)
2438           && TYPE_UNSIGNED (arg1_type)
2439           /* We will flip the signedness of the comparison operator
2440              associated with the mode of @1, so the sign bit is
2441              specified by this mode.  Check that @1 is the signed
2442              max associated with this sign bit.  */
2443           && prec == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (arg1_type))
2444           /* signed_type does not work on pointer types.  */
2445           && INTEGRAL_TYPE_P (arg1_type))
2446       /* The following case also applies to X < signed_max+1
2447          and X >= signed_max+1 because previous transformations.  */
2448       (if (cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
2449        (with { tree st = signed_type_for (arg1_type); }
2450         (if (cmp == LE_EXPR)
2451          (ge (convert:st @0) { build_zero_cst (st); })
2452          (lt (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))))))))))
2454 (for cmp (unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
2455  /* If the second operand is NaN, the result is constant.  */
2456  (simplify
2457   (cmp @0 REAL_CST@1)
2458   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
2459        && (cmp != LTGT_EXPR || ! flag_trapping_math))
2460    { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == LTGT_EXPR
2461                             ? false : true, type); })))
2463 /* bool_var != 0 becomes bool_var.  */
2464 (simplify
2465  (ne @0 integer_zerop)
2466  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
2467       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
2468   (non_lvalue @0)))
2469 /* bool_var == 1 becomes bool_var.  */
2470 (simplify
2471  (eq @0 integer_onep)
2472  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
2473       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
2474   (non_lvalue @0)))
2475 /* Do not handle
2476    bool_var == 0 becomes !bool_var or
2477    bool_var != 1 becomes !bool_var
2478    here because that only is good in assignment context as long
2479    as we require a tcc_comparison in GIMPLE_CONDs where we'd
2480    replace if (x == 0) with tem = ~x; if (tem != 0) which is
2481    clearly less optimal and which we'll transform again in forwprop.  */
2484 /* Simplification of math builtins.  These rules must all be optimizations
2485    as well as IL simplifications.  If there is a possibility that the new
2486    form could be a pessimization, the rule should go in the canonicalization
2487    section that follows this one.
2489    Rules can generally go in this section if they satisfy one of
2490    the following:
2492    - the rule describes an identity
2494    - the rule replaces calls with something as simple as addition or
2495      multiplication
2497    - the rule contains unary calls only and simplifies the surrounding
2498      arithmetic.  (The idea here is to exclude non-unary calls in which
2499      one operand is constant and in which the call is known to be cheap
2500      when the operand has that value.)  */
2502 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
2503  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(x) -> x.  */
2504  (simplify
2505   (mult (SQRT@1 @0) @1)
2506   (if (!HONOR_SNANS (type))
2507    @0))
2509  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(y) -> sqrt(x*y).  */
2510  (for root (SQRT CBRT)
2511   (simplify
2512    (mult (root:s @0) (root:s @1))
2513     (root (mult @0 @1))))
2515  /* Simplify expN(x) * expN(y) -> expN(x+y). */
2516  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
2517   (simplify
2518    (mult (exps:s @0) (exps:s @1))
2519     (exps (plus @0 @1))))
2521  /* Simplify a/root(b/c) into a*root(c/b).  */
2522  (for root (SQRT CBRT)
2523   (simplify
2524    (rdiv @0 (root:s (rdiv:s @1 @2)))
2525     (mult @0 (root (rdiv @2 @1)))))
2527  /* Simplify x/expN(y) into x*expN(-y).  */
2528  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
2529   (simplify
2530    (rdiv @0 (exps:s @1))
2531     (mult @0 (exps (negate @1)))))
2533  (for logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
2534       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
2535   /* logN(expN(x)) -> x.  */
2536   (simplify
2537    (logs (exps @0))
2538    @0)
2539   /* expN(logN(x)) -> x.  */
2540   (simplify
2541    (exps (logs @0))
2542    @0))
2544  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
2545     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
2546     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
2547  (for logs (LOG  LOG   LOG   LOG2 LOG2  LOG2  LOG10 LOG10)
2548       exps (EXP2 EXP10 POW10 EXP  EXP10 POW10 EXP   EXP2)
2549   (simplify
2550    (logs (exps @0))
2551    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
2552     (with {
2553       tree x;
2554       switch (exps)
2555         {
2556         CASE_CFN_EXP:
2557           /* Prepare to do logN(exp(exponent)) -> exponent*logN(e).  */
2558           x = build_real_truncate (type, dconst_e ());
2559           break;
2560         CASE_CFN_EXP2:
2561           /* Prepare to do logN(exp2(exponent)) -> exponent*logN(2).  */
2562           x = build_real (type, dconst2);
2563           break;
2564         CASE_CFN_EXP10:
2565         CASE_CFN_POW10:
2566           /* Prepare to do logN(exp10(exponent)) -> exponent*logN(10).  */
2567           {
2568             REAL_VALUE_TYPE dconst10;
2569             real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
2570             x = build_real (type, dconst10);
2571           }
2572           break;
2573         default:
2574           gcc_unreachable ();
2575         }
2576       }
2577      (mult (logs { x; }) @0)))))
2579  (for logs (LOG LOG
2580             LOG2 LOG2
2581             LOG10 LOG10)
2582       exps (SQRT CBRT)
2583   (simplify
2584    (logs (exps @0))
2585    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
2586     (with {
2587       tree x;
2588       switch (exps)
2589         {
2590         CASE_CFN_SQRT:
2591           /* Prepare to do logN(sqrt(x)) -> 0.5*logN(x).  */
2592           x = build_real (type, dconsthalf);
2593           break;
2594         CASE_CFN_CBRT:
2595           /* Prepare to do logN(cbrt(x)) -> (1/3)*logN(x).  */
2596           x = build_real_truncate (type, dconst_third ());
2597           break;
2598         default:
2599           gcc_unreachable ();
2600         }
2601       }
2602      (mult { x; } (logs @0))))))
2604  /* logN(pow(x,exponent)) -> exponent*logN(x).  */
2605  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
2606       pows (POW)
2607   (simplify
2608    (logs (pows @0 @1))
2609    (mult @1 (logs @0))))
2611  (for sqrts (SQRT)
2612       cbrts (CBRT)
2613       pows (POW)
2614       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
2615   /* sqrt(expN(x)) -> expN(x*0.5).  */
2616   (simplify
2617    (sqrts (exps @0))
2618    (exps (mult @0 { build_real (type, dconsthalf); })))
2619   /* cbrt(expN(x)) -> expN(x/3).  */
2620   (simplify
2621    (cbrts (exps @0))
2622    (exps (mult @0 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
2623   /* pow(expN(x), y) -> expN(x*y).  */
2624   (simplify
2625    (pows (exps @0) @1)
2626    (exps (mult @0 @1))))
2628  /* tan(atan(x)) -> x.  */
2629  (for tans (TAN)
2630       atans (ATAN)
2631   (simplify
2632    (tans (atans @0))
2633    @0)))
2635 /* cabs(x+0i) or cabs(0+xi) -> abs(x).  */
2636 (simplify
2637  (CABS (complex:c @0 real_zerop@1))
2638  (abs @0))
2640 /* trunc(trunc(x)) -> trunc(x), etc.  */
2641 (for fns (TRUNC FLOOR CEIL ROUND NEARBYINT RINT)
2642  (simplify
2643   (fns (fns @0))
2644   (fns @0)))
2645 /* f(x) -> x if x is integer valued and f does nothing for such values.  */
2646 (for fns (TRUNC FLOOR CEIL ROUND NEARBYINT RINT)
2647  (simplify
2648   (fns integer_valued_real_p@0)
2649   @0))
2651 /* hypot(x,0) and hypot(0,x) -> abs(x).  */
2652 (simplify
2653  (HYPOT:c @0 real_zerop@1)
2654  (abs @0))
2656 /* pow(1,x) -> 1.  */
2657 (simplify
2658  (POW real_onep@0 @1)
2659  @0)
2661 (simplify
2662  /* copysign(x,x) -> x.  */
2663  (COPYSIGN @0 @0)
2664  @0)
2666 (simplify
2667  /* copysign(x,y) -> fabs(x) if y is nonnegative.  */
2668  (COPYSIGN @0 tree_expr_nonnegative_p@1)
2669  (abs @0))
2671 (for scale (LDEXP SCALBN SCALBLN)
2672  /* ldexp(0, x) -> 0.  */
2673  (simplify
2674   (scale real_zerop@0 @1)
2675   @0)
2676  /* ldexp(x, 0) -> x.  */
2677  (simplify
2678   (scale @0 integer_zerop@1)
2679   @0)
2680  /* ldexp(x, y) -> x if x is +-Inf or NaN.  */
2681  (simplify
2682   (scale REAL_CST@0 @1)
2683   (if (!real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
2684    @0)))
2686 /* Canonicalization of sequences of math builtins.  These rules represent
2687    IL simplifications but are not necessarily optimizations.
2689    The sincos pass is responsible for picking "optimal" implementations
2690    of math builtins, which may be more complicated and can sometimes go
2691    the other way, e.g. converting pow into a sequence of sqrts.
2692    We only want to do these canonicalizations before the pass has run.  */
2694 (if (flag_unsafe_math_optimizations && canonicalize_math_p ())
2695  /* Simplify tan(x) * cos(x) -> sin(x). */
2696  (simplify
2697   (mult:c (TAN:s @0) (COS:s @0))
2698    (SIN @0))
2700  /* Simplify x * pow(x,c) -> pow(x,c+1). */
2701  (simplify
2702   (mult @0 (POW:s @0 REAL_CST@1))
2703   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
2704    (POW @0 (plus @1 { build_one_cst (type); }))))
2706  /* Simplify sin(x) / cos(x) -> tan(x). */
2707  (simplify
2708   (rdiv (SIN:s @0) (COS:s @0))
2709    (TAN @0))
2711  /* Simplify cos(x) / sin(x) -> 1 / tan(x). */
2712  (simplify
2713   (rdiv (COS:s @0) (SIN:s @0))
2714    (rdiv { build_one_cst (type); } (TAN @0)))
2716  /* Simplify sin(x) / tan(x) -> cos(x). */
2717  (simplify
2718   (rdiv (SIN:s @0) (TAN:s @0))
2719   (if (! HONOR_NANS (@0)
2720        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
2721    (COS @0)))
2723  /* Simplify tan(x) / sin(x) -> 1.0 / cos(x). */
2724  (simplify
2725   (rdiv (TAN:s @0) (SIN:s @0))
2726   (if (! HONOR_NANS (@0)
2727        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
2728    (rdiv { build_one_cst (type); } (COS @0))))
2730  /* Simplify pow(x,y) * pow(x,z) -> pow(x,y+z). */
2731  (simplify
2732   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @0 @2))
2733    (POW @0 (plus @1 @2)))
2735  /* Simplify pow(x,y) * pow(z,y) -> pow(x*z,y). */
2736  (simplify
2737   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @2 @1))
2738    (POW (mult @0 @2) @1))
2740  /* Simplify pow(x,c) / x -> pow(x,c-1). */
2741  (simplify
2742   (rdiv (POW:s @0 REAL_CST@1) @0)
2743   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
2744    (POW @0 (minus @1 { build_one_cst (type); }))))
2746  /* Simplify x / pow (y,z) -> x * pow(y,-z). */
2747  (simplify
2748   (rdiv @0 (POW:s @1 @2))
2749    (mult @0 (POW @1 (negate @2))))
2751  (for sqrts (SQRT)
2752       cbrts (CBRT)
2753       pows (POW)
2754   /* sqrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/4).  */
2755   (simplify
2756    (sqrts (sqrts @0))
2757    (pows @0 { build_real (type, dconst_quarter ()); }))
2758   /* sqrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
2759   (simplify
2760    (sqrts (cbrts @0))
2761    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
2762   /* cbrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
2763   (simplify
2764    (cbrts (sqrts @0))
2765    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
2766   /* cbrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/9), iff x is nonnegative.  */
2767   (simplify
2768    (cbrts (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0))
2769    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_ninth ()); }))
2770   /* sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5).  */
2771   (simplify
2772    (sqrts (pows @0 @1))
2773    (pows (abs @0) (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
2774   /* cbrt(pow(x,y)) -> pow(x,y/3), iff x is nonnegative.  */
2775   (simplify
2776    (cbrts (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1))
2777    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
2778   /* pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5).  */
2779   (simplify
2780    (pows (sqrts @0) @1)
2781    (pows @0 (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
2782   /* pow(cbrt(x),y) -> pow(x,y/3) iff x is nonnegative.  */
2783   (simplify
2784    (pows (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0) @1)
2785    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
2786   /* pow(pow(x,y),z) -> pow(x,y*z) iff x is nonnegative.  */
2787   (simplify
2788    (pows (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1) @2)
2789    (pows @0 (mult @1 @2))))
2791  /* cabs(x+xi) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
2792  (simplify
2793   (CABS (complex @0 @0))
2794   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
2796  /* hypot(x,x) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
2797  (simplify
2798   (HYPOT @0 @0)
2799   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
2801  /* cexp(x+yi) -> exp(x)*cexpi(y).  */
2802  (for cexps (CEXP)
2803       exps (EXP)
2804       cexpis (CEXPI)
2805   (simplify
2806    (cexps compositional_complex@0)
2807    (if (targetm.libc_has_function (function_c99_math_complex))
2808     (complex
2809      (mult (exps@1 (realpart @0)) (realpart (cexpis:type@2 (imagpart @0))))
2810      (mult @1 (imagpart @2)))))))
2812 (if (canonicalize_math_p ())
2813  /* floor(x) -> trunc(x) if x is nonnegative.  */
2814  (for floors (FLOOR)
2815       truncs (TRUNC)
2816   (simplify
2817    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
2818    (truncs @0))))
2820 (match double_value_p
2821  @0
2822  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == double_type_node)))
2823 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL
2824             BUILT_IN_FLOORL
2825             BUILT_IN_CEILL
2826             BUILT_IN_ROUNDL
2827             BUILT_IN_NEARBYINTL
2828             BUILT_IN_RINTL)
2829      tos (BUILT_IN_TRUNC
2830           BUILT_IN_FLOOR
2831           BUILT_IN_CEIL
2832           BUILT_IN_ROUND
2833           BUILT_IN_NEARBYINT
2834           BUILT_IN_RINT)
2835  /* truncl(extend(x)) -> extend(trunc(x)), etc., if x is a double.  */
2836  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
2837   (simplify
2838    (froms (convert double_value_p@0))
2839    (convert (tos @0)))))
2841 (match float_value_p
2842  @0
2843  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float_type_node)))
2844 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC
2845             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR
2846             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL
2847             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND
2848             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT
2849             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT)
2850      tos (BUILT_IN_TRUNCF BUILT_IN_TRUNCF
2851           BUILT_IN_FLOORF BUILT_IN_FLOORF
2852           BUILT_IN_CEILF BUILT_IN_CEILF
2853           BUILT_IN_ROUNDF BUILT_IN_ROUNDF
2854           BUILT_IN_NEARBYINTF BUILT_IN_NEARBYINTF
2855           BUILT_IN_RINTF BUILT_IN_RINTF)
2856  /* truncl(extend(x)) and trunc(extend(x)) -> extend(truncf(x)), etc.,
2857     if x is a float.  */
2858  (if (optimize && canonicalize_math_p ()
2859       && targetm.libc_has_function (function_c99_misc))
2860   (simplify
2861    (froms (convert float_value_p@0))
2862    (convert (tos @0)))))
2864 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL)
2865      tos (XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
2866  /* llfloorl(extend(x)) -> llfloor(x), etc., if x is a double.  */
2867  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
2868   (simplify
2869    (froms (convert double_value_p@0))
2870    (tos @0))))
2872 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL
2873             XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
2874      tos (XFLOORF XCEILF XROUNDF XRINTF)
2875  /* llfloorl(extend(x)) and llfloor(extend(x)) -> llfloorf(x), etc.,
2876     if x is a float.  */
2877  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
2878   (simplify
2879    (froms (convert float_value_p@0))
2880    (tos @0))))
2882 (if (canonicalize_math_p ())
2883  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x) if x is nonnegative.  */
2884  (for floors (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR)
2885   (simplify
2886    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
2887    (fix_trunc @0))))
2889 (if (canonicalize_math_p ())
2890  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
2891  (for fns (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR
2892            ICEIL LCEIL LLCEIL
2893            IROUND LROUND LLROUND)
2894   (simplify
2895    (fns integer_valued_real_p@0)
2896    (fix_trunc @0)))
2897  (if (!flag_errno_math)
2898   /* xrint(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
2899   (for rints (IRINT LRINT LLRINT)
2900    (simplify
2901     (rints integer_valued_real_p@0)
2902     (fix_trunc @0)))))
2904 (if (canonicalize_math_p ())
2905  (for ifn (IFLOOR ICEIL IROUND IRINT)
2906       lfn (LFLOOR LCEIL LROUND LRINT)
2907       llfn (LLFLOOR LLCEIL LLROUND LLRINT)
2908   /* Canonicalize iround (x) to lround (x) on ILP32 targets where
2909      sizeof (int) == sizeof (long).  */
2910   (if (TYPE_PRECISION (integer_type_node)
2911        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
2912    (simplify
2913     (ifn @0)
2914     (lfn:long_integer_type_node @0)))
2915   /* Canonicalize llround (x) to lround (x) on LP64 targets where
2916      sizeof (long long) == sizeof (long).  */
2917   (if (TYPE_PRECISION (long_long_integer_type_node)
2918        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
2919    (simplify
2920     (llfn @0)
2921     (lfn:long_integer_type_node @0)))))
2923 /* cproj(x) -> x if we're ignoring infinities.  */
2924 (simplify
2925  (CPROJ @0)
2926  (if (!HONOR_INFINITIES (type))
2927    @0))
2929 /* If the real part is inf and the imag part is known to be
2930    nonnegative, return (inf + 0i).  */
2931 (simplify
2932  (CPROJ (complex REAL_CST@0 tree_expr_nonnegative_p@1))
2933  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
2934   { build_complex_inf (type, false); }))
2936 /* If the imag part is inf, return (inf+I*copysign(0,imag)).  */
2937 (simplify
2938  (CPROJ (complex @0 REAL_CST@1))
2939  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
2940   { build_complex_inf (type, TREE_REAL_CST_PTR (@1)->sign); }))
2942 (for pows (POW)
2943      sqrts (SQRT)
2944      cbrts (CBRT)
2945  (simplify
2946   (pows @0 REAL_CST@1)
2947   (with {
2948     const REAL_VALUE_TYPE *value = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
2949     REAL_VALUE_TYPE tmp;
2950    }
2951    (switch
2952     /* pow(x,0) -> 1.  */
2953     (if (real_equal (value, &dconst0))
2954      { build_real (type, dconst1); })
2955     /* pow(x,1) -> x.  */
2956     (if (real_equal (value, &dconst1))
2957      @0)
2958     /* pow(x,-1) -> 1/x.  */
2959     (if (real_equal (value, &dconstm1))
2960      (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))
2961     /* pow(x,0.5) -> sqrt(x).  */
2962     (if (flag_unsafe_math_optimizations
2963          && canonicalize_math_p ()
2964          && real_equal (value, &dconsthalf))
2965      (sqrts @0))
2966     /* pow(x,1/3) -> cbrt(x).  */
2967     (if (flag_unsafe_math_optimizations
2968          && canonicalize_math_p ()
2969          && (tmp = real_value_truncate (TYPE_MODE (type), dconst_third ()),
2970              real_equal (value, &tmp)))
2971      (cbrts @0))))))
2973 /* powi(1,x) -> 1.  */
2974 (simplify
2975  (POWI real_onep@0 @1)
2976  @0)
2978 (simplify
2979  (POWI @0 INTEGER_CST@1)
2980  (switch
2981   /* powi(x,0) -> 1.  */
2982   (if (wi::eq_p (@1, 0))
2983    { build_real (type, dconst1); })
2984   /* powi(x,1) -> x.  */
2985   (if (wi::eq_p (@1, 1))
2986    @0)
2987   /* powi(x,-1) -> 1/x.  */
2988   (if (wi::eq_p (@1, -1))
2989    (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))))
2991 /* Narrowing of arithmetic and logical operations. 
2993    These are conceptually similar to the transformations performed for
2994    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
2995    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
2997 /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
2998    both operands are widening conversions from the same type as the outer
2999    narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a suitable
3000    unsigned type (to avoid introducing undefined behavior), perform the
3001    operation and convert the result to the desired type.  */
3002 (for op (plus minus)
3003   (simplify
3004     (convert (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)))
3005     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3006          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
3007             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
3008          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3009          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3010          /* The precision of the type of each operand must match the
3011             precision of the mode of each operand, similarly for the
3012             result.  */
3013          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3014              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
3015          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3016              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
3017          && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
3018          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
3019          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3020          && types_match (@0, @1)
3021          && types_match (@0, type))
3022       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
3023         (convert (op @0 @1))
3024         (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
3025          (convert (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))))))))
3027 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
3028    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
3029    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
3030    to unsigned types to avoid introducing undefined behavior for the
3031    arithmetic operation.  */
3032 (for op (minus plus)
3033  (simplify
3034   (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
3035   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3036        /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
3037           so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
3038        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3039        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3040        /* The precision of the type of each operand must match the
3041           precision of the mode of each operand, similarly for the
3042           result.  */
3043        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3044            == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
3045        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3046            == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
3047        && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
3048        /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
3049        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3050        && types_match (@0, @1)
3051        && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
3052            <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
3053        && (wi::bit_and (@4, wi::mask (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)),
3054                         true, TYPE_PRECISION (type))) == 0))
3055    (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
3056     (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
3057      (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4))))
3058     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
3059      (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
3060                (convert:utype @4))))))))
3062 /* Transform (@0 < @1 and @0 < @2) to use min, 
3063    (@0 > @1 and @0 > @2) to use max */
3064 (for op (lt le gt ge)
3065      ext (min min max max)
3066  (simplify
3067   (bit_and (op:s @0 @1) (op:s @0 @2))
3068   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3069    (op @0 (ext @1 @2)))))
3071 (simplify
3072  /* signbit(x) -> 0 if x is nonnegative.  */
3073  (SIGNBIT tree_expr_nonnegative_p@0)
3074  { integer_zero_node; })
3076 (simplify
3077  /* signbit(x) -> x<0 if x doesn't have signed zeros.  */
3078  (SIGNBIT @0)
3079  (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@0))
3080   (convert (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))))