jit: document union types
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blobf013adc60f1cc7023c07972f6a0c7b8ff0a155de
1 /* Match-and-simplify patterns for shared GENERIC and GIMPLE folding.
2    This file is consumed by genmatch which produces gimple-match.c
3    and generic-match.c from it.
5    Copyright (C) 2014-2015 Free Software Foundation, Inc.
6    Contributed by Richard Biener <rguenther@suse.de>
7    and Prathamesh Kulkarni  <bilbotheelffriend@gmail.com>
9 This file is part of GCC.
11 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
12 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
13 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
14 version.
16 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
17 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
18 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
19 for more details.
21 You should have received a copy of the GNU General Public License
22 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
23 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
26 /* Generic tree predicates we inherit.  */
27 (define_predicates
28    integer_onep integer_zerop integer_all_onesp integer_minus_onep
29    integer_each_onep integer_truep
30    real_zerop real_onep real_minus_onep
31    CONSTANT_CLASS_P
32    tree_expr_nonnegative_p)
34 /* Operator lists.  */
35 (define_operator_list tcc_comparison
36   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
37 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
38   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
39 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
40   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
41 (define_operator_list swapped_tcc_comparison
42   gt   ge   eq ne le   lt   unordered ordered   ungt unge unlt unle uneq ltgt)
45 /* Simplifications of operations with one constant operand and
46    simplifications to constants or single values.  */
48 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
49   (simplify
50     (op @0 integer_zerop)
51     (non_lvalue @0)))
53 /* 0 +p index -> (type)index */
54 (simplify
55  (pointer_plus integer_zerop @1)
56  (non_lvalue (convert @1)))
58 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
59    Likewise if the operands are reversed.  */
60 (simplify
61  (plus:c @0 real_zerop@1)
62  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 0))
63   (non_lvalue @0)))
65 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
66 (simplify
67  (minus @0 real_zerop@1)
68  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 1))
69   (non_lvalue @0)))
71 /* Simplify x - x.
72    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
73    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
74    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
75    is volatile.  */
76 (simplify
77  (minus @0 @0)
78  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !HONOR_NANS (type))
79   { build_zero_cst (type); }))
81 (simplify
82  (mult @0 integer_zerop@1)
83  @1)
85 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
86    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
87    same in modes with signed zeros, since multiplying a
88    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
89 (simplify
90  (mult @0 real_zerop@1)
91  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type)))
92   @1))
94 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
95    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
96 (simplify
97  (mult @0 real_onep)
98  (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type))
99       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type))
100           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
101   (non_lvalue @0)))
103 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
104 (simplify
105  (mult @0 real_minus_onep)
106   (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type))
107        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type))
108            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
109    (negate @0)))
111 /* Make sure to preserve divisions by zero.  This is the reason why
112    we don't simplify x / x to 1 or 0 / x to 0.  */
113 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
114   (simplify
115     (op @0 integer_onep)
116     (non_lvalue @0)))
118 /* X / -1 is -X.  */
119 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
120  (simplify
121    (div @0 integer_minus_onep@1)
122    (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
123     (negate @0))))
125 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
126    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
127 (simplify
128  (floor_div @0 @1)
129  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
130       && TYPE_UNSIGNED (type))
131   (trunc_div @0 @1)))
133 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
134    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
135 (for div (trunc_div exact_div)
136  (simplify
137   (div (div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
138   (with {
139     bool overflow_p;
140     wide_int mul = wi::mul (@1, @2, TYPE_SIGN (type), &overflow_p);
141    }
142    (if (!overflow_p)
143     (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))
144    (if (overflow_p
145         && (TYPE_UNSIGNED (type)
146             || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)))
147     { build_zero_cst (type); }))))
149 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
150    NaNs or Infinities.  */
151 (simplify
152  (rdiv @0 @0)
153  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
154       && ! HONOR_NANS (type)
155       && ! HONOR_INFINITIES (element_mode (type)))
156   { build_one_cst (type); }))
158 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
159    NaNs or Infinities.  */
160 (simplify
161  (rdiv:c @0 (negate @0))
162  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
163       && ! HONOR_NANS (type)
164       && ! HONOR_INFINITIES (element_mode (type)))
165   { build_minus_one_cst (type); }))
167 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
168 (simplify
169  (rdiv @0 real_onep)
170  (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type)))
171   (non_lvalue @0)))
173 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
174 (simplify
175  (rdiv @0 real_minus_onep)
176  (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type)))
177   (negate @0)))
179 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
180    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
181    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
182    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
183    tell if it is or not in a portable manner.  */
184 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
185  (simplify
186   (rdiv @0 cst@1)
187   (if (optimize)
188    (if (flag_reciprocal_math
189         && !real_zerop (@1))
190     (with
191      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
192      (if (tem)
193       (mult @0 { tem; } ))))
194    (if (cst != COMPLEX_CST)
195     (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
196      (if (inverse)
197       (mult @0 { inverse; } )))))))
199 /* Same applies to modulo operations, but fold is inconsistent here
200    and simplifies 0 % x to 0, only preserving literal 0 % 0.  */
201 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
202  /* 0 % X is always zero.  */
203  (simplify
204   (mod integer_zerop@0 @1)
205   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
206   (if (!integer_zerop (@1))
207    @0))
208  /* X % 1 is always zero.  */
209  (simplify
210   (mod @0 integer_onep)
211   { build_zero_cst (type); })
212  /* X % -1 is zero.  */
213  (simplify
214   (mod @0 integer_minus_onep@1)
215   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
216    { build_zero_cst (type); }))
217  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
218  (simplify
219   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
220   @2))
222 /* X % -C is the same as X % C.  */
223 (simplify
224  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
225   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
226        && !TREE_OVERFLOW (@1)
227        && wi::neg_p (@1)
228        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
229        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
230        && !sign_bit_p (@1, @1))
231    (trunc_mod @0 (negate @1))))
233 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
234 (simplify
235  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
236  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
237       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
238       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
239   (trunc_mod @0 (convert @1))))
241 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
242 (simplify
243  (minus (convert1? @0) (convert2? (mult (trunc_div @0 @1) @1)))
244  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
245   (trunc_mod (convert @0) (convert @1))))
247 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
248    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
249    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
250    to A & ((C << N) - 1).  */
251 (match (power_of_two_cand @1)
252  INTEGER_CST@1)
253 (match (power_of_two_cand @1)
254  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
255 (for mod (trunc_mod floor_mod)
256  (simplify
257   (mod @0 (convert?@3 (power_of_two_cand@1 @2)))
258   (if ((TYPE_UNSIGNED (type)
259         || tree_expr_nonnegative_p (@0))
260         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@3))
261         && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
262    (bit_and @0 (convert (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))))
264 /* X % Y is smaller than Y.  */
265 (for cmp (lt ge)
266  (simplify
267   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
268   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
269    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
270 (for cmp (gt le)
271  (simplify
272   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
273   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
274    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
276 /* x | ~0 -> ~0  */
277 (simplify
278   (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
279   @1)
281 /* x & 0 -> 0  */
282 (simplify
283   (bit_and @0 integer_zerop@1)
284   @1)
286 /* ~x | x -> -1 */
287 (simplify
288  (bit_ior:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
289  (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
291 /* x ^ x -> 0 */
292 (simplify
293   (bit_xor @0 @0)
294   { build_zero_cst (type); })
296 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
297 (simplify
298   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
299   (bit_not @0))
301 /* ~X ^ X is -1.  */
302 (simplify
303  (bit_xor:c (bit_not @0) @0)
304  { build_all_ones_cst (type); })
306 /* x & ~0 -> x  */
307 (simplify
308  (bit_and @0 integer_all_onesp)
309   (non_lvalue @0))
311 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
312 (for bitop (bit_and bit_ior)
313  (simplify
314   (bitop @0 @0)
315   (non_lvalue @0)))
317 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
318 (simplify
319  (plus:c @0 (bit_and@2 @0 integer_onep@1))
320  (if (single_use (@2))
321   (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1))))
323 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
324 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
325 (for bitop (bit_and bit_ior)
326  (simplify
327   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:c@2 @0 @1)))
328    (if (single_use (@2))
329     (bitop @0 (bit_not @1)))))
331 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
332 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
333 (for bitop (bit_and bit_ior)
334      rbitop (bit_ior bit_and)
335  (simplify
336   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
337   (bitop @1 @2)))
339 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
340 (simplify
341  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
342  (bit_xor @0 @1))
344 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
345 (simplify
346  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
347  (bit_and @0 @1))
349 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
350 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
351 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
352 (for op (plus bit_ior bit_xor)
353  (simplify
354   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
355   (bit_ior @0 @1)))
357 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
358 (simplify
359  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
360  (plus @0 @1))
362 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
363 (simplify
364  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
365  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
366       && !TYPE_SATURATING (type))
367   (bit_and @0 @1)))
369 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
370 (simplify
371  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
372  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
373       && !TYPE_SATURATING (type))
374   (bit_ior @0 @1)))
376 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
377 (simplify
378  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
379  (bit_and @0 @1))
381 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
382 (simplify
383  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
384  (bit_xor @0 @1))
386 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
387 (simplify
388  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
389  (bit_xor @0 @1))
391 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
392 (simplify
393  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
394  (bit_and @0 @1))
396 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
397    ~x | ~y -> ~(x & y) */
398 (for op (bit_and bit_ior)
399      rop (bit_ior bit_and)
400  (simplify
401   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
402   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
403        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
404    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
406 /* If we are XORing two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
407    with a constant, and the two constants have no bits in common,
408    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
409    simplifications.  */
410 (simplify
411  (bit_xor (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
412           (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
413  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
414       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
415       && wi::bit_and (@1, @3) == 0)
416   (bit_ior (convert @4) (convert @5))))
418 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
419 (simplify
420  (bit_xor:c (convert? (bit_ior:c @0 @1)) (convert? @0))
421  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
422   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
424 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
425 (simplify
426  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
427  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
428       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
429   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
431 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
432 (simplify
433  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
434  (bit_xor (convert @0) (bit_not @1)))
436 /* Fold (X & Y) ^ Y as ~X & Y.  */
437 (simplify
438  (bit_xor:c (bit_and:c @0 @1) @1)
439  (bit_and (bit_not @0) @1))
442 (simplify
443  (abs (abs@1 @0))
444  @1)
445 (simplify
446  (abs (negate @0))
447  (abs @0))
448 (simplify
449  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
450  @0)
452 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  This just covers
453    very few cases of "easily negatable", effectively inlining negate_expr_p.  */
454 (simplify
455  (minus @0 INTEGER_CST@1)
456  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
457        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
458       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
459           && may_negate_without_overflow_p (@1)))
460   (plus @0 (negate @1))))
461 (simplify
462  (minus @0 REAL_CST@1)
463  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
464   (plus @0 (negate @1))))
465 (simplify
466  (minus @0 VECTOR_CST@1)
467  (if (FLOAT_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
468   (plus @0 (negate @1))))
471 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
472    when profitable.
473    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
474    binary operation result instead of to the operands.  This allows
475    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
476    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
477 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
478  (simplify
479   (bitop (convert @0) (convert? @1))
480   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
481          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
482          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
483         || types_match (@0, @1))
484        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
485           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
486           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
487           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
488           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
489        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
490        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
491               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
492            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
493            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
494               mode.  */
495            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
496            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
497               of its mode.  */
498            || TYPE_PRECISION (type) != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))))
499    (convert (bitop @0 (convert @1))))))
501 (for bitop (bit_and bit_ior)
502      rbitop (bit_ior bit_and)
503   /* (x | y) & x -> x */
504   /* (x & y) | x -> x */
505  (simplify
506   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
507   @0)
508  /* (~x | y) & x -> x & y */
509  /* (~x & y) | x -> x | y */
510  (simplify
511   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
512   (bitop @0 @1)))
514 /* Simplify (A & B) OP0 (C & B) to (A OP0 C) & B. */
515 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
516  (simplify
517   (bitop (bit_and:c @0 @1) (bit_and @2 @1))
518   (bit_and (bitop @0 @2) @1)))
520 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
521 (simplify
522   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
523   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
525 /* Combine successive equal operations with constants.  */
526 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
527  (simplify
528   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
529   (bitop @0 (bitop @1 @2))))
531 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
532    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
533 (match truth_valued_p
534  @0
535  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
536 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
537  (match truth_valued_p
538   (op @0 @1)))
539 (match truth_valued_p
540   (truth_not @0))
542 (match (logical_inverted_value @0)
543  (bit_not truth_valued_p@0))
544 (match (logical_inverted_value @0)
545  (eq @0 integer_zerop))
546 (match (logical_inverted_value @0)
547  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
548 (match (logical_inverted_value @0)
549  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
551 /* X & !X -> 0.  */
552 (simplify
553  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
554  { build_zero_cst (type); })
555 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
556 (for op (bit_ior bit_xor)
557  (simplify
558   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
559   { constant_boolean_node (true, type); }))
561 /* If arg1 and arg2 are booleans (or any single bit type)
562    then try to simplify:
564    (~X & Y) -> X < Y
565    (X & ~Y) -> Y < X
566    (~X | Y) -> X <= Y
567    (X | ~Y) -> Y <= X
569    But only do this if our result feeds into a comparison as
570    this transformation is not always a win, particularly on
571    targets with and-not instructions.
572    -> simplify_bitwise_binary_boolean */
573 (simplify
574   (ne (bit_and:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
575   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
576        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
577    (lt @0 @1)))
578 (simplify
579   (ne (bit_ior:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
580   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
581        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
582    (le @0 @1)))
584 /* ~~x -> x */
585 (simplify
586   (bit_not (bit_not @0))
587   @0)
589 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
590 (simplify
591  (bit_not (convert? (negate @0)))
592  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
593   (convert (minus @0 { build_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
595 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
596 (simplify
597  (bit_not (convert? (minus @0 integer_onep)))
598  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
599   (convert (negate @0))))
600 (simplify
601  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
602  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
603   (convert (negate @0))))
605 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
606 (simplify
607  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
608  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
609   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
610 (simplify
611  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
612  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
613   (convert (bit_xor @0 @1))))
615 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
616 (simplify
617   (bit_ior:c (bit_and:c@3 @0 (bit_not @2)) (bit_and:c@4 @1 @2))
618   (if (single_use (@3) && single_use (@4))
619    (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0)))
622 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
623 (simplify
624   (pointer_plus (pointer_plus@2 @0 @1) @3)
625   (if (single_use (@2)
626        || (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST && TREE_CODE (@3) == INTEGER_CST))
627    (pointer_plus @0 (plus @1 @3))))
629 /* Pattern match
630      tem1 = (long) ptr1;
631      tem2 = (long) ptr2;
632      tem3 = tem2 - tem1;
633      tem4 = (unsigned long) tem3;
634      tem5 = ptr1 + tem4;
635    and produce
636      tem5 = ptr2;  */
637 (simplify
638   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
639   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
640   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
641        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
642             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
643    @1))
645 /* Pattern match
646      tem = (sizetype) ptr;
647      tem = tem & algn;
648      tem = -tem;
649      ... = ptr p+ tem;
650    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
651      ... = ptr & ~algn;  */
652 (simplify
653   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
654   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), wi::bit_not (@1)); }
655    (bit_and @0 { algn; })))
657 /* Try folding difference of addresses.  */
658 (simplify
659  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
660  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
661   (with { HOST_WIDE_INT diff; }
662    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
663     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
664 (simplify
665  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
666  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
667   (with { HOST_WIDE_INT diff; }
668    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
669     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
673 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
674 (if (!TYPE_SATURATING (type))
676  /* Contract negates.  */
677  /* A + (-B) -> A - B */
678  (simplify
679   (plus:c (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
680   /* Apply STRIP_NOPS on @0 and the negate.  */
681   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
682        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
683        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
684    (minus (convert @0) (convert @1))))
685  /* A - (-B) -> A + B */
686  (simplify
687   (minus (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
688   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
689        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
690        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
691    (plus (convert @0) (convert @1))))
692  /* -(-A) -> A */
693  (simplify
694   (negate (convert? (negate @1)))
695   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
696        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
697    (convert @1)))
699  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
700     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
701  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
702       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
704   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
705      irrespective of overflow issues.  */
706   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
707   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
708   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
709   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
710   (simplify
711     (minus (plus:c @0 @1) @0)
712     @1)
713   (simplify
714     (minus (minus @0 @1) @0)
715     (negate @1))
716   (simplify
717     (plus:c (minus @0 @1) @1)
718     @0)
719   (simplify
720    (minus @0 (plus:c @0 @1))
721    (negate @1))
722   (simplify
723    (minus @0 (minus @0 @1))
724    @1)
726   /* (A +- CST) +- CST -> A + CST  */
727   (for outer_op (plus minus)
728    (for inner_op (plus minus)
729     (simplify
730      (outer_op (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
731      /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
732         as we would introduce undefined overflow, for example
733         with (a - 1) + INT_MIN.  */
734      (with { tree cst = fold_binary (outer_op == inner_op
735                                      ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
736       (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
737        (inner_op @0 { cst; } ))))))
739   /* (CST - A) +- CST -> CST - A  */
740   (for outer_op (plus minus)
741    (simplify
742     (outer_op (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0) CONSTANT_CLASS_P@2)
743     (with { tree cst = fold_binary (outer_op, type, @1, @2); }
744      (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
745       (minus { cst; } @0)))))
747   /* ~A + A -> -1 */
748   (simplify
749    (plus:c (bit_not @0) @0)
750    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
751     { build_all_ones_cst (type); }))
753   /* ~A + 1 -> -A */
754   (simplify
755    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
756    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
757     (negate (convert @0))))
759   /* -A - 1 -> ~A */
760   (simplify
761    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
762    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
763         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
764     (bit_not (convert @0))))
766   /* -1 - A -> ~A */
767   (simplify
768    (minus integer_all_onesp @0)
769    (bit_not @0))
771   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
772   (for add (plus pointer_plus)
773    (simplify
774     (minus (convert (add @0 @1))
775      (convert @0))
776     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
777          /* For integer types, if A has a smaller type
778             than T the result depends on the possible
779             overflow in P + A.
780             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
781             However, if an overflow in P + A would cause
782             undefined behavior, we can assume that there
783             is no overflow.  */
784          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
785              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
786          /* For pointer types, if the conversion of A to the
787             final type requires a sign- or zero-extension,
788             then we have to punt - it is not defined which
789             one is correct.  */
790          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
791              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
792              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
793      (convert @1))))))
796 /* Simplifications of MIN_EXPR and MAX_EXPR.  */
798 (for minmax (min max)
799  (simplify
800   (minmax @0 @0)
801   @0))
802 (simplify
803  (min @0 @1)
804  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
805       && TYPE_MIN_VALUE (type)
806       && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
807   @1))
808 (simplify
809  (max @0 @1)
810  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
811       && TYPE_MAX_VALUE (type)
812       && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
813   @1))
816 /* Simplifications of shift and rotates.  */
818 (for rotate (lrotate rrotate)
819  (simplify
820   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
821   @0))
823 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
824 (simplify
825  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
826  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
827       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
828   @0))
830 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
831  (simplify
832   (shiftrotate @0 integer_zerop)
833   (non_lvalue @0))
834  (simplify
835   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
836   @0)
837  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
838     if vector2 is uniform.  */
839  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
840   (simplify
841    (shiftrotate @0 vec@1)
842    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
843     (if (tem)
844      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
846 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
847    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
848 (simplify
849  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
850  (rrotate @0 { fold_binary (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
851                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
852                                            element_precision (type)), @1); }))
854 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
855    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
856 (for cmp (ne eq)
857      icmp (eq ne)
858  (simplify
859   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
860   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
862 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
863    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
864    if CST2 != 0.  */
865 (for cmp (ne eq)
866  (simplify
867   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
868   (with { int cand = wi::ctz (@2) - wi::ctz (@0); }
869    (if (cand < 0
870         || (!integer_zerop (@2)
871             && wi::ne_p (wi::lshift (@0, cand), @2)))
872     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
873    (if (!integer_zerop (@2)
874         && wi::eq_p (wi::lshift (@0, cand), @2))
875     (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); })))))
877 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
878         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
879    if the new mask might be further optimized.  */
880 (for shift (lshift rshift)
881  (simplify
882   (bit_and (convert?@4 (shift@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
883    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
884         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
885         && tree_fits_uhwi_p (@1)
886         && tree_to_uhwi (@1) > 0
887         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
888     (with
889      {
890        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
891        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
892        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
893        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
894        unsigned int prec;
896        if (shift == LSHIFT_EXPR)
897          zerobits = ((((unsigned HOST_WIDE_INT) 1) << shiftc) - 1);
898        else if (shift == RSHIFT_EXPR
899                 && (TYPE_PRECISION (shift_type)
900                     == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (shift_type))))
901          {
902            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
903            tree arg00 = @0;
904            /* See if more bits can be proven as zero because of
905               zero extension.  */
906            if (@3 != @0
907                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
908              {
909                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
910                if ((TYPE_PRECISION (inner_type)
911                     == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (inner_type)))
912                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
913                  {
914                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
915                    /* See if we can shorten the right shift.  */
916                    if (shiftc < prec)
917                      shift_type = inner_type;
918                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
919                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
920                       is all ones.  */
921                  }
922              }
923            zerobits = ~(unsigned HOST_WIDE_INT) 0;
924            if (shiftc < prec)
925              {
926                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
927                zerobits <<= prec - shiftc;
928              }
929            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
930               can contain actually sign bits, so no transformation is
931               possible, unless MASK masks them all away.  In that
932               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
933            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
934                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
935              {
936                if ((mask & zerobits) == 0)
937                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
938                else
939                  zerobits = 0;
940              }
941          }
942      }
943      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
944      (if ((mask & zerobits) == mask)
945       { build_int_cst (type, 0); })
946      (with { newmask = mask | zerobits; }
947       (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
948        (with
949         {
950           /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
951              mode's mask.  */
952           for (prec = BITS_PER_UNIT;
953                prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
954             if (newmask == (((unsigned HOST_WIDE_INT) 1) << prec) - 1)
955               break;
956         }
957         (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
958              || newmask == ~(unsigned HOST_WIDE_INT) 0)
959          (with
960           { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
961           (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
962            (if (shift_type != TREE_TYPE (@3)
963                 && single_use (@4) && single_use (@5))
964             (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; }))
965            (if (shift_type == TREE_TYPE (@3))
966             (bit_and @4 { newmaskt; }))))))))))))
968 /* Simplifications of conversions.  */
970 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
971 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
972  (simplify
973   (cvt @0)
974   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
975        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
976    @0)))
978 /* Contract view-conversions.  */
979 (simplify
980   (view_convert (view_convert @0))
981   (view_convert @0))
983 /* For integral conversions with the same precision or pointer
984    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
985 (simplify
986   (view_convert @0)
987   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
988        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
989        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
990    (convert @0)))
992 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size.  */
993 (simplify
994   (view_convert (convert@0 @1))
995   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
996        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
997        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
998        && (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))))
999    (view_convert @1)))
1001 /* Re-association barriers around constants and other re-association
1002    barriers can be removed.  */
1003 (simplify
1004  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
1005  @0)
1006 (simplify
1007  (paren (paren@1 @0))
1008  @1)
1010 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
1011 (for ocvt (convert float fix_trunc)
1012  (for icvt (convert float)
1013   (simplify
1014    (ocvt (icvt@1 @0))
1015    (with
1016     {
1017       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
1018       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
1019       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
1020       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
1021       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
1022       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
1023       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
1024       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
1025       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
1026       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
1027       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
1028       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
1029       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
1030       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
1031       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
1032       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
1033       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
1034       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
1035       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
1036       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
1037     }
1038    /* In addition to the cases of two conversions in a row
1039       handled below, if we are converting something to its own
1040       type via an object of identical or wider precision, neither
1041       conversion is needed.  */
1042    (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
1043          || (GENERIC
1044              && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
1045         && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
1046             || (inter_float && final_float))
1047         && inter_prec >= final_prec)
1048     (ocvt @0))
1050    /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
1051       float or both integer, we don't need the middle conversion if the
1052       former is wider than the latter and doesn't change the signedness
1053       (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
1054       then we sometimes need the middle conversion.  Likewise if the
1055       final type has a precision not equal to the size of its mode.  */
1056    (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
1057         && (final_int || final_float)
1058         && inter_prec >= inside_prec
1059         && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp)
1060         && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1061               && TYPE_MODE (type) == TYPE_MODE (inter_type)))
1062     (ocvt @0))
1064    /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
1065       replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
1066       final conversion does not change precision we can drop the
1067       intermediate conversion.  */
1068    (if (inside_int && inter_int && final_int
1069         && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
1070              && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
1071             || final_prec == inter_prec))
1072     (ocvt @0))
1074    /* Two conversions in a row are not needed unless:
1075         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
1076         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
1077         - the intermediate type is narrower than both initial and
1078           final, or
1079         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
1080           and the outermost type is wider than the intermediate, or
1081         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
1082           intermediate and final types differ, or
1083         - the final type is a pointer type and the precisions of the
1084           initial and intermediate types differ.  */
1085    (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
1086         && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
1087         && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
1088         && ! (inside_int && inter_int
1089               && inter_unsignedp != inside_unsignedp
1090               && inter_prec < final_prec)
1091         && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
1092             == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
1093         && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
1094         && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec)
1095         && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1096               && TYPE_MODE (type) == TYPE_MODE (inter_type)))
1097     (ocvt @0))
1099    /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
1100       canonicalized as bitwise and of a mask.  */
1101    (if (final_int && inter_int && inside_int
1102         && final_prec == inside_prec
1103         && final_prec > inter_prec
1104         && inter_unsignedp)
1105     (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
1106                              (inside_type,
1107                               wi::mask (inter_prec, false,
1108                                         TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
1110    /* If we are converting an integer to a floating-point that can
1111       represent it exactly and back to an integer, we can skip the
1112       floating-point conversion.  */
1113    (if (GIMPLE /* PR66211 */
1114         && inside_int && inter_float && final_int &&
1115         (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
1116         >= inside_prec - !inside_unsignedp)
1117     (convert @0))))))
1119 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
1120    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
1121    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
1122 (simplify
1123   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
1124   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1125        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1126        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1127        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
1128                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
1129    (convert @0)))
1132 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
1133 (simplify
1134   (mult (convert? (exact_div @0 @1)) @1)
1135   /* Look through a sign-changing conversion.  */
1136   (convert @0))
1138 /* Canonicalization of binary operations.  */
1140 /* Convert X + -C into X - C.  */
1141 (simplify
1142  (plus @0 REAL_CST@1)
1143  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
1144   (with { tree tem = fold_unary (NEGATE_EXPR, type, @1); }
1145    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
1146     (minus @0 { tem; })))))
1148 /* Convert x+x into x*2.0.  */
1149 (simplify
1150  (plus @0 @0)
1151  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
1152   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })))
1154 (simplify
1155  (minus integer_zerop @1)
1156  (negate @1))
1158 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
1159    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
1160    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
1161 (simplify
1162  (minus real_zerop@0 @1)
1163  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
1164   (negate @1)))
1166 /* Transform x * -1 into -x.  */
1167 (simplify
1168  (mult @0 integer_minus_onep)
1169  (negate @0))
1171 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
1172 (simplify
1173  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
1174  @0)
1175 (simplify
1176  (realpart (complex @0 @1))
1177  @0)
1178 (simplify
1179  (imagpart (complex @0 @1))
1180  @1)
1183 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
1184 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
1185  (simplify
1186   (bswap (bswap @0))
1187   @0)
1188  (simplify
1189   (bswap (bit_not (bswap @0)))
1190   (bit_not @0))
1191  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
1192   (simplify
1193    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
1194    (bitop @0 (bswap @1)))))
1197 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
1199 /* Simplify constant conditions.
1200    Only optimize constant conditions when the selected branch
1201    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
1202    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
1203    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
1204    this one as we depend on doing this transform before possibly
1205    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
1206    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
1207    genmatch cannot handle.  */
1208 (simplify
1209  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
1210  (if (integer_zerop (@0)
1211       && (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1212           || VOID_TYPE_P (type)))
1213   @2)
1214  (if (!integer_zerop (@0)
1215       && (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1216           || VOID_TYPE_P (type)))
1217   @1))
1218 (simplify
1219  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
1220  (if (integer_all_onesp (@0))
1221   @1)
1222  (if (integer_zerop (@0))
1223   @2))
1225 (for cnd (cond vec_cond)
1226  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
1227  (simplify
1228   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
1229   (cnd @0 @1 @3))
1230  (simplify
1231   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
1232   (cnd @0 @1 @3))
1234  /* A ? B : B -> B.  */
1235  (simplify
1236   (cnd @0 @1 @1)
1237   @1)
1239  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
1240  (simplify
1241   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
1242   (cnd @0 @2 @1)))
1244 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C), since vector comparisons
1245    return all-1 or all-0 results.  */
1246 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
1247    but that isn't necessarily a win on its own.  */
1248 (simplify
1249  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
1250  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1251       && TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type) == TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0))
1252       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
1253           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
1254   (minus @3 (view_convert @0))))
1256 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C).  */
1257 (simplify
1258  (minus @3 (view_convert? (vec_cond @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
1259  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1260       && TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type) == TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0))
1261       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
1262           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
1263   (plus @3 (view_convert @0))))
1265 /* Simplifications of comparisons.  */
1267 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
1268    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
1269    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
1270    that with expression code iteration.  */
1271 (for cmp (tcc_comparison)
1272      icmp (inverted_tcc_comparison)
1273      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
1274  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
1275     and handle some more cases by using
1276       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
1277     here but for that genmatch would need to "inline" that.
1278     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
1279  (simplify
1280   (bit_not (cmp @0 @1))
1281   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1282        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
1283    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
1284       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
1285       a computed operator in the replacement tree thus we have
1286       to play the trick below.  */
1287    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
1288              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
1289     (if (ic == icmp)
1290      (icmp @0 @1))
1291     (if (ic == ncmp)
1292      (ncmp @0 @1)))))
1293  (simplify
1294   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
1295   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
1296             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
1297    (if (ic == icmp)
1298     (icmp @0 @1))
1299    (if (ic == ncmp)
1300     (ncmp @0 @1)))))
1302 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
1303 (simplify
1304  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
1305  (if (types_match (@0, @1))
1306   (unordered @0 @1)))
1307 (simplify
1308  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
1309  (if (types_match (@0, @1))
1310   (ordered @0 @1)))
1311 (simplify
1312  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
1313  @2)
1314 (simplify
1315  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
1316  @2)
1318 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
1319 (for cmp (tcc_comparison)
1320      scmp (swapped_tcc_comparison)
1321  (simplify
1322   (cmp (negate @0) (negate @1))
1323   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1324        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1325            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
1326    (scmp @0 @1)))
1327  (simplify
1328   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
1329   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1330        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1331            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
1332    (with { tree tem = fold_unary (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
1333     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
1334      (scmp @0 { tem; }))))))
1337 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
1338 (for cmp (eq ne)
1340  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
1341     Similarly for NE_EXPR.  */
1342  (simplify
1343   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
1344   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
1345        && wi::bit_and_not (@1, @2) != 0)
1346    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
1348  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
1349  (simplify
1350   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
1351   (cmp @0 @1))
1353  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
1354     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
1355  (simplify
1356   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
1357   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
1359  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
1360  (simplify
1361   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
1362   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
1363    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2))))))
1365 /* Simplification of math builtins.  */
1367 (define_operator_list LOG BUILT_IN_LOGF BUILT_IN_LOG BUILT_IN_LOGL)
1368 (define_operator_list EXP BUILT_IN_EXPF BUILT_IN_EXP BUILT_IN_EXPL)
1369 (define_operator_list LOG2 BUILT_IN_LOG2F BUILT_IN_LOG2 BUILT_IN_LOG2L)
1370 (define_operator_list EXP2 BUILT_IN_EXP2F BUILT_IN_EXP2 BUILT_IN_EXP2L)
1371 (define_operator_list LOG10 BUILT_IN_LOG10F BUILT_IN_LOG10 BUILT_IN_LOG10L)
1372 (define_operator_list EXP10 BUILT_IN_EXP10F BUILT_IN_EXP10 BUILT_IN_EXP10L)
1373 (define_operator_list POW BUILT_IN_POWF BUILT_IN_POW BUILT_IN_POWL)
1374 (define_operator_list POW10 BUILT_IN_POW10F BUILT_IN_POW10 BUILT_IN_POW10L)
1375 (define_operator_list SQRT BUILT_IN_SQRTF BUILT_IN_SQRT BUILT_IN_SQRTL)
1376 (define_operator_list CBRT BUILT_IN_CBRTF BUILT_IN_CBRT BUILT_IN_CBRTL)
1379 /* fold_builtin_logarithm */
1380 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
1381  /* Special case, optimize logN(expN(x)) = x.  */
1382  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
1383       exps (EXP EXP2 EXP10)
1384   (simplify
1385    (logs (exps @0))
1386     @0))
1387  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
1388     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
1389     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
1390  (for logs (LOG LOG LOG LOG
1391             LOG2 LOG2 LOG2 LOG2
1392             LOG10 LOG10 LOG10 LOG10)
1393       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
1394   (simplify
1395    (logs (exps @0))
1396    (with {
1397      tree x;
1398      switch (exps)
1399        {
1400        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP):
1401          /* Prepare to do logN(exp(exponent) -> exponent*logN(e).  */
1402          x = build_real (type, real_value_truncate (TYPE_MODE (type),
1403                                                     dconst_e ()));
1404          break;
1405        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP2):
1406          /* Prepare to do logN(exp2(exponent) -> exponent*logN(2).  */
1407          x = build_real (type, dconst2);
1408          break;
1409        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP10):
1410        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_POW10):
1411          /* Prepare to do logN(exp10(exponent) -> exponent*logN(10).  */
1412          {
1413            REAL_VALUE_TYPE dconst10;
1414            real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
1415            x = build_real (type, dconst10);
1416          }
1417          break;
1418        }
1419      }
1420     (mult (logs { x; }) @0))))
1421  (for logs (LOG LOG
1422             LOG2 LOG2
1423             LOG10 LOG10)
1424       exps (SQRT CBRT)
1425   (simplify
1426    (logs (exps @0))
1427    (with {
1428      tree x;
1429      switch (exps)
1430        {
1431        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_SQRT):
1432          /* Prepare to do logN(sqrt(x) -> 0.5*logN(x).  */
1433          x = build_real (type, dconsthalf);
1434          break;
1435        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_CBRT):
1436          /* Prepare to do logN(cbrt(x) -> (1/3)*logN(x).  */
1437          x = build_real (type, real_value_truncate (TYPE_MODE (type),
1438                                                     dconst_third ()));
1439          break;
1440        }
1441      }
1442     (mult { x; } (logs @0)))))
1443  /* logN(pow(x,exponent) -> exponent*logN(x).  */
1444  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
1445       pows (POW)
1446   (simplify
1447    (logs (pows @0 @1))
1448    (mult @1 (logs @0)))))
1450 /* Narrowing of arithmetic and logical operations. 
1452    These are conceptually similar to the transformations performed for
1453    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
1454    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
1456 /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
1457    both operands are widening conversions from the same type as the outer
1458    narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a suitable
1459    unsigned type (to avoid introducing undefined behaviour), perform the
1460    operation and convert the result to the desired type.  */
1461 (for op (plus minus)
1462   (simplify
1463     (convert (op@4 (convert@2 @0) (convert@3 @1)))
1464     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1465          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
1466             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
1467          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1468          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1469          /* The precision of the type of each operand must match the
1470             precision of the mode of each operand, similarly for the
1471             result.  */
1472          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1473              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
1474          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
1475              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
1476          && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1477          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
1478          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1479          && types_match (@0, @1)
1480          && types_match (@0, type)
1481          && single_use (@4))
1482       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1483         (convert (op @0 @1)))
1484       (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1485         (convert (op (convert:utype @0) (convert:utype @1)))))))
1487 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
1488    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
1489    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
1490    to unsigned types to avoid introducing undefined behaviour for the
1491    arithmetic operation.  */
1492 (for op (minus plus)
1493   (simplify
1494     (bit_and (op@5 (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
1495     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1496          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
1497             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
1498          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1499          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1500          /* The precision of the type of each operand must match the
1501             precision of the mode of each operand, similarly for the
1502             result.  */
1503          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1504              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
1505          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
1506              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
1507          && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1508          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
1509          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1510          && types_match (@0, @1)
1511          && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
1512              <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
1513          && (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
1514              || tree_int_cst_sgn (@4) >= 0)
1515          && single_use (@5))
1516       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1517         (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
1518           (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4)))))
1519       (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1520         (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
1521                           (convert:utype @4)))))))