* fold-const.c (fold_binary_loc): Move ~X | X folding ...
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blob5dcbc1a47e08d9b5fcf64bf1e65e372f32f25b0c
1 /* Match-and-simplify patterns for shared GENERIC and GIMPLE folding.
2    This file is consumed by genmatch which produces gimple-match.c
3    and generic-match.c from it.
5    Copyright (C) 2014-2015 Free Software Foundation, Inc.
6    Contributed by Richard Biener <rguenther@suse.de>
7    and Prathamesh Kulkarni  <bilbotheelffriend@gmail.com>
9 This file is part of GCC.
11 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
12 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
13 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
14 version.
16 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
17 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
18 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
19 for more details.
21 You should have received a copy of the GNU General Public License
22 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
23 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
26 /* Generic tree predicates we inherit.  */
27 (define_predicates
28    integer_onep integer_zerop integer_all_onesp integer_minus_onep
29    integer_each_onep integer_truep
30    real_zerop real_onep real_minus_onep
31    CONSTANT_CLASS_P
32    tree_expr_nonnegative_p)
34 /* Operator lists.  */
35 (define_operator_list tcc_comparison
36   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
37 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
38   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
39 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
40   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
41 (define_operator_list swapped_tcc_comparison
42   gt   ge   eq ne le   lt   unordered ordered   ungt unge unlt unle uneq ltgt)
45 /* Simplifications of operations with one constant operand and
46    simplifications to constants or single values.  */
48 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
49   (simplify
50     (op @0 integer_zerop)
51     (non_lvalue @0)))
53 /* 0 +p index -> (type)index */
54 (simplify
55  (pointer_plus integer_zerop @1)
56  (non_lvalue (convert @1)))
58 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
59    Likewise if the operands are reversed.  */
60 (simplify
61  (plus:c @0 real_zerop@1)
62  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 0))
63   (non_lvalue @0)))
65 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
66 (simplify
67  (minus @0 real_zerop@1)
68  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 1))
69   (non_lvalue @0)))
71 /* Simplify x - x.
72    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
73    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
74    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
75    is volatile.  */
76 (simplify
77  (minus @0 @0)
78  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !HONOR_NANS (type))
79   { build_zero_cst (type); }))
81 (simplify
82  (mult @0 integer_zerop@1)
83  @1)
85 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
86    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
87    same in modes with signed zeros, since multiplying a
88    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
89 (simplify
90  (mult @0 real_zerop@1)
91  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type)))
92   @1))
94 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
95    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
96 (simplify
97  (mult @0 real_onep)
98  (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type))
99       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type))
100           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
101   (non_lvalue @0)))
103 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
104 (simplify
105  (mult @0 real_minus_onep)
106   (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type))
107        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type))
108            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
109    (negate @0)))
111 /* Make sure to preserve divisions by zero.  This is the reason why
112    we don't simplify x / x to 1 or 0 / x to 0.  */
113 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
114   (simplify
115     (op @0 integer_onep)
116     (non_lvalue @0)))
118 /* X / -1 is -X.  */
119 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
120  (simplify
121    (div @0 integer_minus_onep@1)
122    (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
123     (negate @0))))
125 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
126    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
127 (simplify
128  (floor_div @0 @1)
129  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
130       && TYPE_UNSIGNED (type))
131   (trunc_div @0 @1)))
133 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
134    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
135 (for div (trunc_div exact_div)
136  (simplify
137   (div (div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
138   (with {
139     bool overflow_p;
140     wide_int mul = wi::mul (@1, @2, TYPE_SIGN (type), &overflow_p);
141    }
142    (if (!overflow_p)
143     (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))
144    (if (overflow_p
145         && (TYPE_UNSIGNED (type)
146             || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)))
147     { build_zero_cst (type); }))))
149 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
150    NaNs or Infinities.  */
151 (simplify
152  (rdiv @0 @0)
153  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
154       && ! HONOR_NANS (type)
155       && ! HONOR_INFINITIES (element_mode (type)))
156   { build_one_cst (type); }))
158 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
159    NaNs or Infinities.  */
160 (simplify
161  (rdiv:c @0 (negate @0))
162  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
163       && ! HONOR_NANS (type)
164       && ! HONOR_INFINITIES (element_mode (type)))
165   { build_minus_one_cst (type); }))
167 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
168 (simplify
169  (rdiv @0 real_onep)
170  (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type)))
171   (non_lvalue @0)))
173 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
174 (simplify
175  (rdiv @0 real_minus_onep)
176  (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type)))
177   (negate @0)))
179 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
180    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
181    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
182    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
183    tell if it is or not in a portable manner.  */
184 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
185  (simplify
186   (rdiv @0 cst@1)
187   (if (optimize)
188    (if (flag_reciprocal_math
189         && !real_zerop (@1))
190     (with
191      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
192      (if (tem)
193       (mult @0 { tem; } ))))
194    (if (cst != COMPLEX_CST)
195     (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
196      (if (inverse)
197       (mult @0 { inverse; } )))))))
199 /* Same applies to modulo operations, but fold is inconsistent here
200    and simplifies 0 % x to 0, only preserving literal 0 % 0.  */
201 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
202  /* 0 % X is always zero.  */
203  (simplify
204   (mod integer_zerop@0 @1)
205   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
206   (if (!integer_zerop (@1))
207    @0))
208  /* X % 1 is always zero.  */
209  (simplify
210   (mod @0 integer_onep)
211   { build_zero_cst (type); })
212  /* X % -1 is zero.  */
213  (simplify
214   (mod @0 integer_minus_onep@1)
215   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
216    { build_zero_cst (type); }))
217  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
218  (simplify
219   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
220   @2))
222 /* X % -C is the same as X % C.  */
223 (simplify
224  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
225   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
226        && !TREE_OVERFLOW (@1)
227        && wi::neg_p (@1)
228        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
229        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
230        && !sign_bit_p (@1, @1))
231    (trunc_mod @0 (negate @1))))
233 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
234 (simplify
235  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
236  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
237       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
238       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
239   (trunc_mod @0 (convert @1))))
241 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
242 (simplify
243  (minus (convert? @0) (convert? (mult (trunc_div @0 @1) @1)))
244  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
245   (convert (trunc_mod @0 @1))))
247 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
248    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
249    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
250    to A & ((C << N) - 1).  */
251 (match (power_of_two_cand @1)
252  INTEGER_CST@1)
253 (match (power_of_two_cand @1)
254  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
255 (for mod (trunc_mod floor_mod)
256  (simplify
257   (mod @0 (convert?@3 (power_of_two_cand@1 @2)))
258   (if ((TYPE_UNSIGNED (type)
259         || tree_expr_nonnegative_p (@0))
260         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@3))
261         && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
262    (bit_and @0 (convert (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))))
264 /* X % Y is smaller than Y.  */
265 (for cmp (lt ge)
266  (simplify
267   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
268   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
269    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
270 (for cmp (gt le)
271  (simplify
272   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
273   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
274    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
276 /* x | ~0 -> ~0  */
277 (simplify
278   (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
279   @1)
281 /* x & 0 -> 0  */
282 (simplify
283   (bit_and @0 integer_zerop@1)
284   @1)
286 /* ~x | x -> -1 */
287 (simplify
288  (bit_ior:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
289  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
290   { build_all_ones_cst (type); }))
292 /* x ^ x -> 0 */
293 (simplify
294   (bit_xor @0 @0)
295   { build_zero_cst (type); })
297 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
298 (simplify
299   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
300   (bit_not @0))
302 /* x & ~0 -> x  */
303 (simplify
304  (bit_and @0 integer_all_onesp)
305   (non_lvalue @0))
307 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
308 (for bitop (bit_and bit_ior)
309  (simplify
310   (bitop @0 @0)
311   (non_lvalue @0)))
313 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
314 (simplify
315  (plus:c @0 (bit_and@2 @0 integer_onep@1))
316  (if (single_use (@2))
317   (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1))))
319 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
320 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
321 (for bitop (bit_and bit_ior)
322  (simplify
323   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:c@2 @0 @1)))
324    (if (single_use (@2))
325     (bitop @0 (bit_not @1)))))
327 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
328 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
329 (for bitop (bit_and bit_ior)
330      rbitop (bit_ior bit_and)
331  (simplify
332   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
333   (bitop @1 @2)))
335 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
336 (simplify
337  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
338  (bit_xor @0 @1))
340 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
341 (simplify
342  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
343  (bit_and @0 @1))
345 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
346 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
347 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
348 (for op (plus bit_ior bit_xor)
349  (simplify
350   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
351   (bit_ior @0 @1)))
353 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
354 (simplify
355  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
356  (plus @0 @1))
358 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
359 (simplify
360  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
361  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
362       && !TYPE_SATURATING (type))
363   (bit_and @0 @1)))
365 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
366 (simplify
367  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
368  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
369       && !TYPE_SATURATING (type))
370   (bit_ior @0 @1)))
372 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
373 (simplify
374  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
375  (bit_and @0 @1))
377 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
378 (simplify
379  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
380  (bit_xor @0 @1))
382 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
383 (simplify
384  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
385  (bit_xor @0 @1))
387 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
388 (simplify
389  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
390  (bit_and @0 @1))
392 (simplify
393  (abs (negate @0))
394  (abs @0))
395 (simplify
396  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
397  @0)
400 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
401    when profitable.
402    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
403    binary operation result instead of to the operands.  This allows
404    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
405    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
406 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
407  (simplify
408   (bitop (convert @0) (convert? @1))
409   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
410          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
411          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
412         || types_match (@0, @1))
413        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
414           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
415           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
416           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
417           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
418        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
419        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
420               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
421            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
422            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
423               mode.  */
424            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
425            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
426               of its mode.  */
427            || TYPE_PRECISION (type) != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))))
428    (convert (bitop @0 (convert @1))))))
430 /* Simplify (A & B) OP0 (C & B) to (A OP0 C) & B. */
431 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
432  (simplify
433   (bitop (bit_and:c @0 @1) (bit_and @2 @1))
434   (bit_and (bitop @0 @2) @1)))
436 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
437 (simplify
438   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
439   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
441 /* Combine successive equal operations with constants.  */
442 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
443  (simplify
444   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
445   (bitop @0 (bitop @1 @2))))
447 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
448    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
449 (match truth_valued_p
450  @0
451  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
452 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
453  (match truth_valued_p
454   (op @0 @1)))
455 (match truth_valued_p
456   (truth_not @0))
458 (match (logical_inverted_value @0)
459  (bit_not truth_valued_p@0))
460 (match (logical_inverted_value @0)
461  (eq @0 integer_zerop))
462 (match (logical_inverted_value @0)
463  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
464 (match (logical_inverted_value @0)
465  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
467 /* X & !X -> 0.  */
468 (simplify
469  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
470  { build_zero_cst (type); })
471 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
472 (for op (bit_ior bit_xor)
473  (simplify
474   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
475   { constant_boolean_node (true, type); }))
477 (for bitop (bit_and bit_ior)
478      rbitop (bit_ior bit_and)
479   /* (x | y) & x -> x */
480   /* (x & y) | x -> x */
481  (simplify
482   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
483   @0)
484  /* (~x | y) & x -> x & y */
485  /* (~x & y) | x -> x | y */
486  (simplify
487   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
488   (bitop @0 @1)))
490 /* If arg1 and arg2 are booleans (or any single bit type)
491    then try to simplify:
493    (~X & Y) -> X < Y
494    (X & ~Y) -> Y < X
495    (~X | Y) -> X <= Y
496    (X | ~Y) -> Y <= X
498    But only do this if our result feeds into a comparison as
499    this transformation is not always a win, particularly on
500    targets with and-not instructions.
501    -> simplify_bitwise_binary_boolean */
502 (simplify
503   (ne (bit_and:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
504   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
505        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
506    (lt @0 @1)))
507 (simplify
508   (ne (bit_ior:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
509   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
510        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
511    (le @0 @1)))
513 /* ~~x -> x */
514 (simplify
515   (bit_not (bit_not @0))
516   @0)
518 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
519 (simplify
520   (bit_ior:c (bit_and:c@3 @0 (bit_not @2)) (bit_and:c@4 @1 @2))
521   (if (single_use (@3) && single_use (@4))
522    (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0)))
525 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
526 (simplify
527   (pointer_plus (pointer_plus@2 @0 @1) @3)
528   (if (single_use (@2)
529        || (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST && TREE_CODE (@3) == INTEGER_CST))
530    (pointer_plus @0 (plus @1 @3))))
532 /* Pattern match
533      tem1 = (long) ptr1;
534      tem2 = (long) ptr2;
535      tem3 = tem2 - tem1;
536      tem4 = (unsigned long) tem3;
537      tem5 = ptr1 + tem4;
538    and produce
539      tem5 = ptr2;  */
540 (simplify
541   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
542   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
543   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
544        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
545             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
546    @1))
548 /* Pattern match
549      tem = (sizetype) ptr;
550      tem = tem & algn;
551      tem = -tem;
552      ... = ptr p+ tem;
553    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
554      ... = ptr & ~algn;  */
555 (simplify
556   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
557   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), wi::bit_not (@1)); }
558    (bit_and @0 { algn; })))
560 /* Try folding difference of addresses.  */
561 (simplify
562  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
563  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
564   (with { HOST_WIDE_INT diff; }
565    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
566     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
567 (simplify
568  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
569  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
570   (with { HOST_WIDE_INT diff; }
571    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
572     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
576 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
577 (if (!TYPE_SATURATING (type))
579  /* Contract negates.  */
580  /* A + (-B) -> A - B */
581  (simplify
582   (plus:c (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
583   /* Apply STRIP_NOPS on @0 and the negate.  */
584   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
585        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
586        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
587    (minus (convert @0) (convert @1))))
588  /* A - (-B) -> A + B */
589  (simplify
590   (minus (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
591   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
592        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
593        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
594    (plus (convert @0) (convert @1))))
595  /* -(-A) -> A */
596  (simplify
597   (negate (convert? (negate @1)))
598   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
599        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
600    (convert @1)))
602  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
603     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
604  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
605       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
607   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
608      irrespective of overflow issues.  */
609   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
610   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
611   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
612   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
613   (simplify
614     (minus (plus:c @0 @1) @0)
615     @1)
616   (simplify
617     (minus (minus @0 @1) @0)
618     (negate @1))
619   (simplify
620     (plus:c (minus @0 @1) @1)
621     @0)
622   (simplify
623    (minus @0 (plus:c @0 @1))
624    (negate @1))
625   (simplify
626    (minus @0 (minus @0 @1))
627    @1)
629   /* (A +- CST) +- CST -> A + CST  */
630   (for outer_op (plus minus)
631    (for inner_op (plus minus)
632     (simplify
633      (outer_op (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
634      /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
635         as we would introduce undefined overflow, for example
636         with (a - 1) + INT_MIN.  */
637      (with { tree cst = fold_binary (outer_op == inner_op
638                                      ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
639       (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
640        (inner_op @0 { cst; } ))))))
642   /* (CST - A) +- CST -> CST - A  */
643   (for outer_op (plus minus)
644    (simplify
645     (outer_op (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0) CONSTANT_CLASS_P@2)
646     (with { tree cst = fold_binary (outer_op, type, @1, @2); }
647      (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
648       (minus { cst; } @0)))))
650   /* ~A + A -> -1 */
651   (simplify
652    (plus:c (bit_not @0) @0)
653    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
654     { build_all_ones_cst (type); }))
656   /* ~A + 1 -> -A */
657   (simplify
658    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
659    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
660     (negate (convert @0))))
662   /* -A - 1 -> ~A */
663   (simplify
664    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
665    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
666         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
667     (bit_not (convert @0))))
669   /* -1 - A -> ~A */
670   (simplify
671    (minus integer_all_onesp @0)
672    (bit_not @0))
674   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
675   (for add (plus pointer_plus)
676    (simplify
677     (minus (convert (add @0 @1))
678      (convert @0))
679     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
680          /* For integer types, if A has a smaller type
681             than T the result depends on the possible
682             overflow in P + A.
683             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
684             However, if an overflow in P + A would cause
685             undefined behavior, we can assume that there
686             is no overflow.  */
687          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
688              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
689          /* For pointer types, if the conversion of A to the
690             final type requires a sign- or zero-extension,
691             then we have to punt - it is not defined which
692             one is correct.  */
693          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
694              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
695              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
696      (convert @1))))))
699 /* Simplifications of MIN_EXPR and MAX_EXPR.  */
701 (for minmax (min max)
702  (simplify
703   (minmax @0 @0)
704   @0))
705 (simplify
706  (min @0 @1)
707  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
708       && TYPE_MIN_VALUE (type)
709       && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
710   @1))
711 (simplify
712  (max @0 @1)
713  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
714       && TYPE_MAX_VALUE (type)
715       && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
716   @1))
719 /* Simplifications of shift and rotates.  */
721 (for rotate (lrotate rrotate)
722  (simplify
723   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
724   @0))
726 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
727 (simplify
728  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
729  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
730       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
731   @0))
733 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
734  (simplify
735   (shiftrotate @0 integer_zerop)
736   (non_lvalue @0))
737  (simplify
738   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
739   @0)
740  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
741     if vector2 is uniform.  */
742  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
743   (simplify
744    (shiftrotate @0 vec@1)
745    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
746     (if (tem)
747      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
749 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
750    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
751 (simplify
752  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
753  (rrotate @0 { fold_binary (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
754                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
755                                            element_precision (type)), @1); }))
757 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
758    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
759 (for cmp (ne eq)
760      icmp (eq ne)
761  (simplify
762   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
763   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
765 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
766    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
767    if CST2 != 0.  */
768 (for cmp (ne eq)
769  (simplify
770   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
771   (with { int cand = wi::ctz (@2) - wi::ctz (@0); }
772    (if (cand < 0
773         || (!integer_zerop (@2)
774             && wi::ne_p (wi::lshift (@0, cand), @2)))
775     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
776    (if (!integer_zerop (@2)
777         && wi::eq_p (wi::lshift (@0, cand), @2))
778     (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); })))))
780 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
781         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
782    if the new mask might be further optimized.  */
783 (for shift (lshift rshift)
784  (simplify
785   (bit_and (convert?@4 (shift@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
786    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
787         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
788         && tree_fits_uhwi_p (@1)
789         && tree_to_uhwi (@1) > 0
790         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
791     (with
792      {
793        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
794        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
795        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
796        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
797        unsigned int prec;
799        if (shift == LSHIFT_EXPR)
800          zerobits = ((((unsigned HOST_WIDE_INT) 1) << shiftc) - 1);
801        else if (shift == RSHIFT_EXPR
802                 && (TYPE_PRECISION (shift_type)
803                     == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (shift_type))))
804          {
805            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
806            tree arg00 = @0;
807            /* See if more bits can be proven as zero because of
808               zero extension.  */
809            if (@3 != @0
810                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
811              {
812                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
813                if ((TYPE_PRECISION (inner_type)
814                     == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (inner_type)))
815                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
816                  {
817                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
818                    /* See if we can shorten the right shift.  */
819                    if (shiftc < prec)
820                      shift_type = inner_type;
821                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
822                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
823                       is all ones.  */
824                  }
825              }
826            zerobits = ~(unsigned HOST_WIDE_INT) 0;
827            if (shiftc < prec)
828              {
829                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
830                zerobits <<= prec - shiftc;
831              }
832            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
833               can contain actually sign bits, so no transformation is
834               possible, unless MASK masks them all away.  In that
835               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
836            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
837                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
838              {
839                if ((mask & zerobits) == 0)
840                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
841                else
842                  zerobits = 0;
843              }
844          }
845      }
846      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
847      (if ((mask & zerobits) == mask)
848       { build_int_cst (type, 0); })
849      (with { newmask = mask | zerobits; }
850       (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
851        (with
852         {
853           /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
854              mode's mask.  */
855           for (prec = BITS_PER_UNIT;
856                prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
857             if (newmask == (((unsigned HOST_WIDE_INT) 1) << prec) - 1)
858               break;
859         }
860         (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
861              || newmask == ~(unsigned HOST_WIDE_INT) 0)
862          (with
863           { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
864           (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
865            (if (shift_type != TREE_TYPE (@3)
866                 && single_use (@4) && single_use (@5))
867             (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; }))
868            (if (shift_type == TREE_TYPE (@3))
869             (bit_and @4 { newmaskt; }))))))))))))
871 /* Simplifications of conversions.  */
873 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
874 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
875  (simplify
876   (cvt @0)
877   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
878        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
879    @0)))
881 /* Contract view-conversions.  */
882 (simplify
883   (view_convert (view_convert @0))
884   (view_convert @0))
886 /* For integral conversions with the same precision or pointer
887    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
888 (simplify
889   (view_convert @0)
890   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
891        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
892        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
893    (convert @0)))
895 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size.  */
896 (simplify
897   (view_convert (convert@0 @1))
898   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
899        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
900        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
901        && (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))))
902    (view_convert @1)))
904 /* Re-association barriers around constants and other re-association
905    barriers can be removed.  */
906 (simplify
907  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
908  @0)
909 (simplify
910  (paren (paren@1 @0))
911  @1)
913 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
914 (for ocvt (convert float fix_trunc)
915  (for icvt (convert float)
916   (simplify
917    (ocvt (icvt@1 @0))
918    (with
919     {
920       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
921       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
922       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
923       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
924       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
925       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
926       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
927       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
928       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
929       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
930       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
931       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
932       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
933       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
934       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
935       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
936       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
937       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
938       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
939       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
940     }
941    /* In addition to the cases of two conversions in a row
942       handled below, if we are converting something to its own
943       type via an object of identical or wider precision, neither
944       conversion is needed.  */
945    (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
946          || (GENERIC
947              && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
948         && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
949             || (inter_float && final_float))
950         && inter_prec >= final_prec)
951     (ocvt @0))
953    /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
954       float or both integer, we don't need the middle conversion if the
955       former is wider than the latter and doesn't change the signedness
956       (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
957       then we sometimes need the middle conversion.  Likewise if the
958       final type has a precision not equal to the size of its mode.  */
959    (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
960         && (final_int || final_float)
961         && inter_prec >= inside_prec
962         && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp)
963         && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
964               && TYPE_MODE (type) == TYPE_MODE (inter_type)))
965     (ocvt @0))
967    /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
968       replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
969       final conversion does not change precision we can drop the
970       intermediate conversion.  */
971    (if (inside_int && inter_int && final_int
972         && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
973              && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
974             || final_prec == inter_prec))
975     (ocvt @0))
977    /* Two conversions in a row are not needed unless:
978         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
979         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
980         - the intermediate type is narrower than both initial and
981           final, or
982         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
983           and the outermost type is wider than the intermediate, or
984         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
985           intermediate and final types differ, or
986         - the final type is a pointer type and the precisions of the
987           initial and intermediate types differ.  */
988    (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
989         && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
990         && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
991         && ! (inside_int && inter_int
992               && inter_unsignedp != inside_unsignedp
993               && inter_prec < final_prec)
994         && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
995             == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
996         && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
997         && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec)
998         && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
999               && TYPE_MODE (type) == TYPE_MODE (inter_type)))
1000     (ocvt @0))
1002    /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
1003       canonicalized as bitwise and of a mask.  */
1004    (if (final_int && inter_int && inside_int
1005         && final_prec == inside_prec
1006         && final_prec > inter_prec
1007         && inter_unsignedp)
1008     (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
1009                              (inside_type,
1010                               wi::mask (inter_prec, false,
1011                                         TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
1013    /* If we are converting an integer to a floating-point that can
1014       represent it exactly and back to an integer, we can skip the
1015       floating-point conversion.  */
1016    (if (GIMPLE /* PR66211 */
1017         && inside_int && inter_float && final_int &&
1018         (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
1019         >= inside_prec - !inside_unsignedp)
1020     (convert @0))))))
1022 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
1023    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
1024    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
1025 (simplify
1026   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
1027   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1028        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1029        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1030        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
1031                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
1032    (convert @0)))
1035 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
1036 (simplify
1037   (mult (convert? (exact_div @0 @1)) @1)
1038   /* Look through a sign-changing conversion.  */
1039   (convert @0))
1041 /* Canonicalization of binary operations.  */
1043 /* Convert X + -C into X - C.  */
1044 (simplify
1045  (plus @0 REAL_CST@1)
1046  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
1047   (with { tree tem = fold_unary (NEGATE_EXPR, type, @1); }
1048    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
1049     (minus @0 { tem; })))))
1051 /* Convert x+x into x*2.0.  */
1052 (simplify
1053  (plus @0 @0)
1054  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
1055   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })))
1057 (simplify
1058  (minus integer_zerop @1)
1059  (negate @1))
1061 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
1062    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
1063    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
1064 (simplify
1065  (minus real_zerop@0 @1)
1066  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
1067   (negate @1)))
1069 /* Transform x * -1 into -x.  */
1070 (simplify
1071  (mult @0 integer_minus_onep)
1072  (negate @0))
1074 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
1075 (simplify
1076  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
1077  @0)
1078 (simplify
1079  (realpart (complex @0 @1))
1080  @0)
1081 (simplify
1082  (imagpart (complex @0 @1))
1083  @1)
1086 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
1087 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
1088  (simplify
1089   (bswap (bswap @0))
1090   @0)
1091  (simplify
1092   (bswap (bit_not (bswap @0)))
1093   (bit_not @0))
1094  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
1095   (simplify
1096    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
1097    (bitop @0 (bswap @1)))))
1100 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
1102 /* Simplify constant conditions.
1103    Only optimize constant conditions when the selected branch
1104    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
1105    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
1106    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
1107    this one as we depend on doing this transform before possibly
1108    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
1109    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
1110    genmatch cannot handle.  */
1111 (simplify
1112  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
1113  (if (integer_zerop (@0)
1114       && (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1115           || VOID_TYPE_P (type)))
1116   @2)
1117  (if (!integer_zerop (@0)
1118       && (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1119           || VOID_TYPE_P (type)))
1120   @1))
1121 (simplify
1122  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
1123  (if (integer_all_onesp (@0))
1124   @1)
1125  (if (integer_zerop (@0))
1126   @2))
1128 (for cnd (cond vec_cond)
1129  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
1130  (simplify
1131   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
1132   (cnd @0 @1 @3))
1133  (simplify
1134   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
1135   (cnd @0 @1 @3))
1137  /* A ? B : B -> B.  */
1138  (simplify
1139   (cnd @0 @1 @1)
1140   @1)
1142  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
1143  (simplify
1144   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
1145   (cnd @0 @2 @1)))
1147 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C), since vector comparisons
1148    return all-1 or all-0 results.  */
1149 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
1150    but that isn't necessarily a win on its own.  */
1151 (simplify
1152  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
1153  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1154       && TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type) == TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0))
1155       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
1156           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
1157   (minus @3 (view_convert @0))))
1159 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C).  */
1160 (simplify
1161  (minus @3 (view_convert? (vec_cond @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
1162  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1163       && TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type) == TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0))
1164       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
1165           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
1166   (plus @3 (view_convert @0))))
1168 /* Simplifications of comparisons.  */
1170 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
1171    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
1172    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
1173    that with expression code iteration.  */
1174 (for cmp (tcc_comparison)
1175      icmp (inverted_tcc_comparison)
1176      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
1177  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
1178     and handle some more cases by using
1179       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
1180     here but for that genmatch would need to "inline" that.
1181     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
1182  (simplify
1183   (bit_not (cmp @0 @1))
1184   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
1185        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
1186    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
1187       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
1188       a computed operator in the replacement tree thus we have
1189       to play the trick below.  */
1190    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
1191              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
1192     (if (ic == icmp)
1193      (icmp @0 @1))
1194     (if (ic == ncmp)
1195      (ncmp @0 @1)))))
1196  (simplify
1197   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
1198   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
1199             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
1200    (if (ic == icmp)
1201     (icmp @0 @1))
1202    (if (ic == ncmp)
1203     (ncmp @0 @1)))))
1205 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
1206 (simplify
1207  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
1208  (if (types_match (@0, @1))
1209   (unordered @0 @1)))
1210 (simplify
1211  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
1212  (if (types_match (@0, @1))
1213   (ordered @0 @1)))
1214 (simplify
1215  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
1216  @2)
1217 (simplify
1218  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
1219  @2)
1221 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
1222 (for cmp (tcc_comparison)
1223      scmp (swapped_tcc_comparison)
1224  (simplify
1225   (cmp (negate @0) (negate @1))
1226   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1227        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1228            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
1229    (scmp @0 @1)))
1230  (simplify
1231   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
1232   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1233        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1234            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
1235    (with { tree tem = fold_unary (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
1236     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
1237      (scmp @0 { tem; }))))))
1240 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
1241 (for cmp (eq ne)
1243  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
1244     Similarly for NE_EXPR.  */
1245  (simplify
1246   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
1247   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
1248        && wi::bit_and_not (@1, @2) != 0)
1249    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
1251  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
1252  (simplify
1253   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
1254   (cmp @0 @1))
1256  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
1257     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
1258  (simplify
1259   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
1260   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
1262  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
1263  (simplify
1264   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
1265   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
1266    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2))))))
1268 /* Simplification of math builtins.  */
1270 (define_operator_list LOG BUILT_IN_LOGF BUILT_IN_LOG BUILT_IN_LOGL)
1271 (define_operator_list EXP BUILT_IN_EXPF BUILT_IN_EXP BUILT_IN_EXPL)
1272 (define_operator_list LOG2 BUILT_IN_LOG2F BUILT_IN_LOG2 BUILT_IN_LOG2L)
1273 (define_operator_list EXP2 BUILT_IN_EXP2F BUILT_IN_EXP2 BUILT_IN_EXP2L)
1274 (define_operator_list LOG10 BUILT_IN_LOG10F BUILT_IN_LOG10 BUILT_IN_LOG10L)
1275 (define_operator_list EXP10 BUILT_IN_EXP10F BUILT_IN_EXP10 BUILT_IN_EXP10L)
1276 (define_operator_list POW BUILT_IN_POWF BUILT_IN_POW BUILT_IN_POWL)
1277 (define_operator_list POW10 BUILT_IN_POW10F BUILT_IN_POW10 BUILT_IN_POW10L)
1278 (define_operator_list SQRT BUILT_IN_SQRTF BUILT_IN_SQRT BUILT_IN_SQRTL)
1279 (define_operator_list CBRT BUILT_IN_CBRTF BUILT_IN_CBRT BUILT_IN_CBRTL)
1282 /* fold_builtin_logarithm */
1283 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
1284  /* Special case, optimize logN(expN(x)) = x.  */
1285  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
1286       exps (EXP EXP2 EXP10)
1287   (simplify
1288    (logs (exps @0))
1289     @0))
1290  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
1291     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
1292     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
1293  (for logs (LOG LOG LOG LOG
1294             LOG2 LOG2 LOG2 LOG2
1295             LOG10 LOG10 LOG10 LOG10)
1296       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
1297   (simplify
1298    (logs (exps @0))
1299    (with {
1300      tree x;
1301      switch (exps)
1302        {
1303        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP):
1304          /* Prepare to do logN(exp(exponent) -> exponent*logN(e).  */
1305          x = build_real (type, real_value_truncate (TYPE_MODE (type),
1306                                                     dconst_e ()));
1307          break;
1308        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP2):
1309          /* Prepare to do logN(exp2(exponent) -> exponent*logN(2).  */
1310          x = build_real (type, dconst2);
1311          break;
1312        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP10):
1313        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_POW10):
1314          /* Prepare to do logN(exp10(exponent) -> exponent*logN(10).  */
1315          {
1316            REAL_VALUE_TYPE dconst10;
1317            real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
1318            x = build_real (type, dconst10);
1319          }
1320          break;
1321        }
1322      }
1323     (mult (logs { x; }) @0))))
1324  (for logs (LOG LOG
1325             LOG2 LOG2
1326             LOG10 LOG10)
1327       exps (SQRT CBRT)
1328   (simplify
1329    (logs (exps @0))
1330    (with {
1331      tree x;
1332      switch (exps)
1333        {
1334        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_SQRT):
1335          /* Prepare to do logN(sqrt(x) -> 0.5*logN(x).  */
1336          x = build_real (type, dconsthalf);
1337          break;
1338        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_CBRT):
1339          /* Prepare to do logN(cbrt(x) -> (1/3)*logN(x).  */
1340          x = build_real (type, real_value_truncate (TYPE_MODE (type),
1341                                                     dconst_third ()));
1342          break;
1343        }
1344      }
1345     (mult { x; } (logs @0)))))
1346  /* logN(pow(x,exponent) -> exponent*logN(x).  */
1347  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
1348       pows (POW)
1349   (simplify
1350    (logs (pows @0 @1))
1351    (mult @1 (logs @0)))))
1353 /* Narrowing of arithmetic and logical operations. 
1355    These are conceptually similar to the transformations performed for
1356    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
1357    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
1359 /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
1360    both operands are widening conversions from the same type as the outer
1361    narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a suitable
1362    unsigned type (to avoid introducing undefined behaviour), perform the
1363    operation and convert the result to the desired type.  */
1364 (for op (plus minus)
1365   (simplify
1366     (convert (op@4 (convert@2 @0) (convert@3 @1)))
1367     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1368          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
1369             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
1370          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1371          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1372          /* The precision of the type of each operand must match the
1373             precision of the mode of each operand, similarly for the
1374             result.  */
1375          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1376              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
1377          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
1378              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
1379          && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1380          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
1381          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1382          && types_match (@0, @1)
1383          && types_match (@0, type)
1384          && single_use (@4))
1385       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1386         (convert (op @0 @1)))
1387       (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1388         (convert (op (convert:utype @0) (convert:utype @1)))))))
1390 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
1391    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
1392    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
1393    to unsigned types to avoid introducing undefined behaviour for the
1394    arithmetic operation.  */
1395 (for op (minus plus)
1396   (simplify
1397     (bit_and (op@5 (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
1398     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1399          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
1400             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
1401          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1402          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1403          /* The precision of the type of each operand must match the
1404             precision of the mode of each operand, similarly for the
1405             result.  */
1406          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1407              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
1408          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
1409              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
1410          && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1411          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
1412          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1413          && types_match (@0, @1)
1414          && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
1415              <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
1416          && (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
1417              || tree_int_cst_sgn (@4) >= 0)
1418          && single_use (@5))
1419       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1420         (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
1421           (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4)))))
1422       (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1423         (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
1424                           (convert:utype @4)))))))