gcc50: Disconnect from buildworld.
[dragonfly.git] / contrib / gcc-5.0 / gcc / match.pd
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.
4
5    Copyright (C) 2014-2015 Free Software Foundation, Inc.
6    Contributed by Richard Biener <rguenther@suse.de>
7    and Prathamesh Kulkarni  <bilbotheelffriend@gmail.com>
8
9 This file is part of GCC.
10
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.
15
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.
20
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/>.  */
24
25
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)
33
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
42
43 /* Simplifications of operations with one constant operand and
44    simplifications to constants or single values.  */
45
46 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
47   (simplify
48     (op @0 integer_zerop)
49     (non_lvalue @0)))
50
51 /* 0 +p index -> (type)index */
52 (simplify
53  (pointer_plus integer_zerop @1)
54  (non_lvalue (convert @1)))
55
56 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
57    Likewise if the operands are reversed.  */
58 (simplify
59  (plus:c @0 real_zerop@1)
60  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 0))
61   (non_lvalue @0)))
62
63 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
64 (simplify
65  (minus @0 real_zerop@1)
66  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 1))
67   (non_lvalue @0)))
68
69 /* Simplify x - x.
70    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
71    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
72    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
73    is volatile.  */
74 (simplify
75  (minus @0 @0)
76  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !HONOR_NANS (type))
77   { build_zero_cst (type); }))
78
79 (simplify
80  (mult @0 integer_zerop@1)
81  @1)
82
83 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
84    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
85    same in modes with signed zeros, since multiplying a
86    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
87 (simplify
88  (mult @0 real_zerop@1)
89  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type)))
90   @1))
91
92 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
93    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
94 (simplify
95  (mult @0 real_onep)
96  (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type))
97       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type))
98           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
99   (non_lvalue @0)))
100
101 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
102 (simplify
103  (mult @0 real_minus_onep)
104   (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type))
105        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type))
106            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
107    (negate @0)))
108
109 /* Make sure to preserve divisions by zero.  This is the reason why
110    we don't simplify x / x to 1 or 0 / x to 0.  */
111 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
112   (simplify
113     (op @0 integer_onep)
114     (non_lvalue @0)))
115
116 /* X / -1 is -X.  */
117 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
118  (simplify
119    (div @0 integer_minus_onep@1)
120    (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
121     (negate @0))))
122
123 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
124    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
125 (simplify
126  (floor_div @0 @1)
127  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
128       && TYPE_UNSIGNED (type))
129   (trunc_div @0 @1)))
130
131 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
132    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
133 (for div (trunc_div exact_div)
134  (simplify
135   (div (div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
136   (with {
137     bool overflow_p;
138     wide_int mul = wi::mul (@1, @2, TYPE_SIGN (type), &overflow_p);
139    }
140    (if (!overflow_p)
141     (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))
142    (if (overflow_p
143         && (TYPE_UNSIGNED (type)
144             || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)))
145     { build_zero_cst (type); }))))
146
147 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
148    NaNs or Infinities.  */
149 (simplify
150  (rdiv @0 @0)
151  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
152       && ! HONOR_NANS (type)
153       && ! HONOR_INFINITIES (element_mode (type)))
154   { build_one_cst (type); }))
155
156 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
157    NaNs or Infinities.  */
158 (simplify
159  (rdiv:c @0 (negate @0))
160  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
161       && ! HONOR_NANS (type)
162       && ! HONOR_INFINITIES (element_mode (type)))
163   { build_minus_one_cst (type); }))
164
165 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
166 (simplify
167  (rdiv @0 real_onep)
168  (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type)))
169   (non_lvalue @0)))
170
171 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
172 (simplify
173  (rdiv @0 real_minus_onep)
174  (if (!HONOR_SNANS (element_mode (type)))
175   (negate @0)))
176
177 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
178    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
179    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
180    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
181    tell if it is or not in a portable manner.  */
182 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
183  (simplify
184   (rdiv @0 cst@1)
185   (if (optimize)
186    (if (flag_reciprocal_math
187         && !real_zerop (@1))
188     (with
189      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
190      (if (tem)
191       (mult @0 { tem; } ))))
192    (if (cst != COMPLEX_CST)
193     (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
194      (if (inverse)
195       (mult @0 { inverse; } )))))))
196
197 /* Same applies to modulo operations, but fold is inconsistent here
198    and simplifies 0 % x to 0, only preserving literal 0 % 0.  */
199 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
200  /* 0 % X is always zero.  */
201  (simplify
202   (mod integer_zerop@0 @1)
203   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
204   (if (!integer_zerop (@1))
205    @0))
206  /* X % 1 is always zero.  */
207  (simplify
208   (mod @0 integer_onep)
209   { build_zero_cst (type); })
210  /* X % -1 is zero.  */
211  (simplify
212   (mod @0 integer_minus_onep@1)
213   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
214    { build_zero_cst (type); })))
215
216 /* X % -C is the same as X % C.  */
217 (simplify
218  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
219   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
220        && !TREE_OVERFLOW (@1)
221        && wi::neg_p (@1)
222        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
223        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
224        && !sign_bit_p (@1, @1))
225    (trunc_mod @0 (negate @1))))
226
227 /* x | ~0 -> ~0  */
228 (simplify
229   (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
230   @1)
231
232 /* x & 0 -> 0  */
233 (simplify
234   (bit_and @0 integer_zerop@1)
235   @1)
236
237 /* x ^ x -> 0 */
238 (simplify
239   (bit_xor @0 @0)
240   { build_zero_cst (type); })
241
242 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
243 (simplify
244   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
245   (bit_not @0))
246
247 /* x & ~0 -> x  */
248 (simplify
249  (bit_and @0 integer_all_onesp)
250   (non_lvalue @0))
251
252 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
253 (for bitop (bit_and bit_ior)
254  (simplify
255   (bitop @0 @0)
256   (non_lvalue @0)))
257
258 (simplify
259  (abs (negate @0))
260  (abs @0))
261 (simplify
262  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
263  @0)
264
265
266 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
267    when profitable.
268    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
269    binary operation result instead of to the operands.  This allows
270    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
271    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
272 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
273  (simplify
274   (bitop (convert @0) (convert? @1))
275   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
276          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
277          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
278         || (GIMPLE && types_compatible_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
279         || (GENERIC && TREE_TYPE (@0) == TREE_TYPE (@1)))
280        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
281           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
282           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
283           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
284           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
285        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
286        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
287               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
288            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
289            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
290               mode.  */
291            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
292            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
293               of its mode.  */
294            || TYPE_PRECISION (type) != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))))
295    (convert (bitop @0 (convert @1))))))
296
297 /* Simplify (A & B) OP0 (C & B) to (A OP0 C) & B. */
298 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
299  (simplify
300   (bitop (bit_and:c @0 @1) (bit_and @2 @1))
301   (bit_and (bitop @0 @2) @1)))
302
303 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
304 (simplify
305   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
306   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
307
308 /* Combine successive equal operations with constants.  */
309 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
310  (simplify
311   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
312   (bitop @0 (bitop @1 @2))))
313
314 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
315    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
316 (match truth_valued_p
317  @0
318  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
319 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
320  (match truth_valued_p
321   (op @0 @1)))
322 (match truth_valued_p
323   (truth_not @0))
324
325 (match (logical_inverted_value @0)
326  (bit_not truth_valued_p@0))
327 (match (logical_inverted_value @0)
328  (eq @0 integer_zerop))
329 (match (logical_inverted_value @0)
330  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
331 (match (logical_inverted_value @0)
332  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
333
334 /* X & !X -> 0.  */
335 (simplify
336  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
337  { build_zero_cst (type); })
338 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
339 (for op (bit_ior bit_xor)
340  (simplify
341   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
342   { constant_boolean_node (true, type); }))
343
344 (for bitop (bit_and bit_ior)
345      rbitop (bit_ior bit_and)
346   /* (x | y) & x -> x */
347   /* (x & y) | x -> x */
348  (simplify
349   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
350   @0)
351  /* (~x | y) & x -> x & y */
352  /* (~x & y) | x -> x | y */
353  (simplify
354   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
355   (bitop @0 @1)))
356
357 /* If arg1 and arg2 are booleans (or any single bit type)
358    then try to simplify:
359
360    (~X & Y) -> X < Y
361    (X & ~Y) -> Y < X
362    (~X | Y) -> X <= Y
363    (X | ~Y) -> Y <= X
364
365    But only do this if our result feeds into a comparison as
366    this transformation is not always a win, particularly on
367    targets with and-not instructions.
368    -> simplify_bitwise_binary_boolean */
369 (simplify
370   (ne (bit_and:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
371   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
372        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
373    (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
374     (lt @0 @1))
375    (gt @0 @1)))
376 (simplify
377   (ne (bit_ior:c (bit_not @0) @1) integer_zerop)
378   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
379        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) == 1)
380    (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
381     (le @0 @1))
382    (ge @0 @1)))
383
384 /* ~~x -> x */
385 (simplify
386   (bit_not (bit_not @0))
387   @0)
388
389 /* Disable on GENERIC because of PR68513.  */
390 #if GIMPLE
391 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
392 (simplify
393   (bit_ior:c (bit_and:c@3 @0 (bit_not @2)) (bit_and:c@4 @1 @2))
394   (if ((TREE_CODE (@3) != SSA_NAME || has_single_use (@3))
395         && (TREE_CODE (@4) != SSA_NAME || has_single_use (@4)))
396    (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0)))
397 #endif
398
399
400 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
401 (simplify
402   (pointer_plus (pointer_plus@2 @0 @1) @3)
403   (if (TREE_CODE (@2) != SSA_NAME || has_single_use (@2))
404    (pointer_plus @0 (plus @1 @3))))
405
406 /* Pattern match
407      tem1 = (long) ptr1;
408      tem2 = (long) ptr2;
409      tem3 = tem2 - tem1;
410      tem4 = (unsigned long) tem3;
411      tem5 = ptr1 + tem4;
412    and produce
413      tem5 = ptr2;  */
414 (simplify
415   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
416   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
417   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
418        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
419             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
420    @1))
421
422 /* Pattern match
423      tem = (sizetype) ptr;
424      tem = tem & algn;
425      tem = -tem;
426      ... = ptr p+ tem;
427    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
428      ... = ptr & ~algn;  */
429 (simplify
430   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
431   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), wi::bit_not (@1)); }
432    (bit_and @0 { algn; })))
433
434
435 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
436 (if (!TYPE_SATURATING (type))
437
438  /* Contract negates.  */
439  /* A + (-B) -> A - B */
440  (simplify
441   (plus:c (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
442   /* Apply STRIP_NOPS on @0 and the negate.  */
443   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
444        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
445        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
446    (minus (convert @0) (convert @1))))
447  /* A - (-B) -> A + B */
448  (simplify
449   (minus (convert1? @0) (convert2? (negate @1)))
450   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
451        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
452        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
453    (plus (convert @0) (convert @1))))
454  /* -(-A) -> A */
455  (simplify
456   (negate (convert? (negate @1)))
457   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
458        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
459    (convert @1)))
460
461  /* We can't reassociate floating-point or fixed-point plus or minus
462     because of saturation to +-Inf.  */
463  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
464
465   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
466      irrespective of overflow issues.  */
467   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
468   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
469   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
470   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
471   (simplify
472     (minus (plus:c @0 @1) @0)
473     @1)
474   (simplify
475     (minus (minus @0 @1) @0)
476     (negate @1))
477   (simplify
478     (plus:c (minus @0 @1) @1)
479     @0)
480   (simplify
481    (minus @0 (plus:c @0 @1))
482    (negate @1))
483   (simplify
484    (minus @0 (minus @0 @1))
485    @1)
486
487   /* (A +- CST) +- CST -> A + CST  */
488   (for outer_op (plus minus)
489    (for inner_op (plus minus)
490     (simplify
491      (outer_op (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
492      /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
493         as we would introduce undefined overflow, for example
494         with (a - 1) + INT_MIN.  */
495      (with { tree cst = fold_binary (outer_op == inner_op
496                                      ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
497       (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
498        (inner_op @0 { cst; } ))))))
499
500   /* (CST - A) +- CST -> CST - A  */
501   (for outer_op (plus minus)
502    (simplify
503     (outer_op (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0) CONSTANT_CLASS_P@2)
504     (with { tree cst = fold_binary (outer_op, type, @1, @2); }
505      (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
506       (minus { cst; } @0)))))
507
508   /* ~A + A -> -1 */
509   (simplify
510    (plus:c (bit_not @0) @0)
511    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
512     { build_all_ones_cst (type); }))
513
514   /* ~A + 1 -> -A */
515   (simplify
516    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
517    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
518     (negate (convert @0))))
519
520   /* -A - 1 -> ~A */
521   (simplify
522    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
523    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
524         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
525     (bit_not (convert @0))))
526
527   /* -1 - A -> ~A */
528   (simplify
529    (minus integer_all_onesp @0)
530    (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE)
531     (bit_not @0)))
532
533   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
534   (for add (plus pointer_plus)
535    (simplify
536     (minus (convert (add @0 @1))
537      (convert @0))
538     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
539          /* For integer types, if A has a smaller type
540             than T the result depends on the possible
541             overflow in P + A.
542             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
543             However, if an overflow in P + A would cause
544             undefined behavior, we can assume that there
545             is no overflow.  */
546          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
547              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
548          /* For pointer types, if the conversion of A to the
549             final type requires a sign- or zero-extension,
550             then we have to punt - it is not defined which
551             one is correct.  */
552          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
553              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
554              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
555      (convert @1))))))
556
557
558 /* Simplifications of MIN_EXPR and MAX_EXPR.  */
559
560 (for minmax (min max)
561  (simplify
562   (minmax @0 @0)
563   @0))
564 (simplify
565  (min @0 @1)
566  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
567       && TYPE_MIN_VALUE (type)
568       && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
569   @1))
570 (simplify
571  (max @0 @1)
572  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
573       && TYPE_MAX_VALUE (type)
574       && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
575   @1))
576
577
578 /* Simplifications of shift and rotates.  */
579
580 (for rotate (lrotate rrotate)
581  (simplify
582   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
583   @0))
584
585 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
586 (simplify
587  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
588  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
589       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
590   @0))
591
592 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
593  (simplify
594   (shiftrotate @0 integer_zerop)
595   (non_lvalue @0))
596  (simplify
597   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
598   @0)
599  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
600     if vector2 is uniform.  */
601  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
602   (simplify
603    (shiftrotate @0 vec@1)
604    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
605     (if (tem)
606      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
607
608 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
609    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
610 (simplify
611  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
612  (rrotate @0 { fold_binary (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
613                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
614                                            element_precision (type)), @1); }))
615
616 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
617    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
618 (for cmp (ne eq)
619      icmp (eq ne)
620  (simplify
621   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
622   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
623
624 /* Simplifications of conversions.  */
625
626 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
627 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
628  (simplify
629   (cvt @0)
630   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
631        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
632    @0)))
633
634 /* Contract view-conversions.  */
635 (simplify
636   (view_convert (view_convert @0))
637   (view_convert @0))
638
639 /* For integral conversions with the same precision or pointer
640    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
641 (simplify
642   (view_convert @0)
643   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
644        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
645        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
646    (convert @0)))
647
648 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size.  */
649 (simplify
650   (view_convert (convert@0 @1))
651   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
652        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
653        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
654        && (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))))
655    (view_convert @1)))
656
657 /* Re-association barriers around constants and other re-association
658    barriers can be removed.  */
659 (simplify
660  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
661  @0)
662 (simplify
663  (paren (paren@1 @0))
664  @1)
665
666 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
667 (for ocvt (convert float fix_trunc)
668  (for icvt (convert float)
669   (simplify
670    (ocvt (icvt@1 @0))
671    (with
672     {
673       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
674       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
675       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
676       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
677       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
678       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
679       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
680       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
681       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
682       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
683       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
684       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
685       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
686       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
687       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
688       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
689       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
690       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
691       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
692       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
693     }
694    /* In addition to the cases of two conversions in a row
695       handled below, if we are converting something to its own
696       type via an object of identical or wider precision, neither
697       conversion is needed.  */
698    (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
699          || (GENERIC
700              && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
701         && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
702             || (inter_float && final_float))
703         && inter_prec >= final_prec)
704     (ocvt @0))
705
706    /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
707       float or both integer, we don't need the middle conversion if the
708       former is wider than the latter and doesn't change the signedness
709       (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
710       then we sometimes need the middle conversion.  Likewise if the
711       final type has a precision not equal to the size of its mode.  */
712    (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
713         && (final_int || final_float)
714         && inter_prec >= inside_prec
715         && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp)
716         && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
717               && TYPE_MODE (type) == TYPE_MODE (inter_type)))
718     (ocvt @0))
719
720    /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
721       replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
722       final conversion does not change precision we can drop the
723       intermediate conversion.  */
724    (if (inside_int && inter_int && final_int
725         && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
726              && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
727             || final_prec == inter_prec))
728     (ocvt @0))
729
730    /* Two conversions in a row are not needed unless:
731         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
732         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
733         - the intermediate type is narrower than both initial and
734           final, or
735         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
736           and the outermost type is wider than the intermediate, or
737         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
738           intermediate and final types differ, or
739         - the final type is a pointer type and the precisions of the
740           initial and intermediate types differ.  */
741    (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
742         && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
743         && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
744         && ! (inside_int && inter_int
745               && inter_unsignedp != inside_unsignedp
746               && inter_prec < final_prec)
747         && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
748             == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
749         && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
750         && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec)
751         && ! (final_prec != GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
752               && TYPE_MODE (type) == TYPE_MODE (inter_type)))
753     (ocvt @0))
754
755    /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
756       canonicalized as bitwise and of a mask.  */
757    (if (GIMPLE /* PR70366: doing this in GENERIC breaks -Wconversion.  */
758         && final_int && inter_int && inside_int
759         && final_prec == inside_prec
760         && final_prec > inter_prec
761         && inter_unsignedp)
762     (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
763                              (inside_type,
764                               wi::mask (inter_prec, false,
765                                         TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
766
767    /* If we are converting an integer to a floating-point that can
768       represent it exactly and back to an integer, we can skip the
769       floating-point conversion.  */
770    (if (GIMPLE /* PR66211 */
771         && inside_int && inter_float && final_int &&
772         (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
773         >= inside_prec - !inside_unsignedp)
774     (convert @0))))))
775
776 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
777    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
778    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
779 (simplify
780   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
781   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
782        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
783        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
784        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
785                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
786    (convert @0)))
787
788
789 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
790 (simplify
791   (mult (convert? (exact_div @0 @1)) @1)
792   /* Look through a sign-changing conversion.  */
793   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (type))
794    (convert @0)))
795
796 /* Canonicalization of binary operations.  */
797
798 /* Convert X + -C into X - C.  */
799 (simplify
800  (plus @0 REAL_CST@1)
801  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
802   (with { tree tem = fold_unary (NEGATE_EXPR, type, @1); }
803    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
804     (minus @0 { tem; })))))
805
806 /* Convert x+x into x*2.0.  */
807 (simplify
808  (plus @0 @0)
809  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
810   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })))
811
812 (simplify
813  (minus integer_zerop @1)
814  (negate @1))
815
816 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
817    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
818    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
819 (simplify
820  (minus real_zerop@0 @1)
821  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
822   (negate @1)))
823
824 /* Transform x * -1 into -x.  */
825 (simplify
826  (mult @0 integer_minus_onep)
827  (negate @0))
828
829 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
830 (simplify
831  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
832  @0)
833 (simplify
834  (realpart (complex @0 @1))
835  @0)
836 (simplify
837  (imagpart (complex @0 @1))
838  @1)
839
840
841 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
842 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
843  (simplify
844   (bswap (bswap @0))
845   @0)
846  (simplify
847   (bswap (bit_not (bswap @0)))
848   (bit_not @0))
849  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
850   (simplify
851    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
852    (bitop @0 (bswap @1)))))
853
854
855 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
856
857 /* Simplify constant conditions.
858    Only optimize constant conditions when the selected branch
859    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
860    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
861    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
862    this one as we depend on doing this transform before possibly
863    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
864    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
865    genmatch cannot handle.  */
866 (simplify
867  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
868  (if (integer_zerop (@0)
869       && (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
870           || VOID_TYPE_P (type)))
871   @2)
872  (if (!integer_zerop (@0)
873       && (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
874           || VOID_TYPE_P (type)))
875   @1))
876 (simplify
877  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
878  (if (integer_all_onesp (@0))
879   @1)
880  (if (integer_zerop (@0))
881   @2))
882
883 (for cnd (cond vec_cond)
884  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
885  (simplify
886   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
887   (cnd @0 @1 @3))
888  (simplify
889   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
890   (cnd @0 @1 @3))
891
892  /* A ? B : B -> B.  */
893  (simplify
894   (cnd @0 @1 @1)
895   @1)
896
897  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
898  (simplify
899   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
900   (cnd @0 @2 @1)))
901
902
903 /* Simplifications of comparisons.  */
904
905 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
906    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
907    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
908    that with expression code iteration.  */
909 (for cmp (tcc_comparison)
910      icmp (inverted_tcc_comparison)
911      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
912  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
913     and handle some more cases by using
914       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
915     here but for that genmatch would need to "inline" that.
916     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
917  (simplify
918   (bit_not (cmp @0 @1))
919   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
920        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
921    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
922       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
923       a computed operator in the replacement tree thus we have
924       to play the trick below.  */
925    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
926              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
927     (if (ic == icmp)
928      (icmp @0 @1))
929     (if (ic == ncmp)
930      (ncmp @0 @1)))))
931  (simplify
932   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
933   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
934             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
935    (if (ic == icmp)
936     (icmp @0 @1))
937    (if (ic == ncmp)
938     (ncmp @0 @1)))))
939
940
941 /* Simplification of math builtins.  */
942
943 (define_operator_list LOG BUILT_IN_LOGF BUILT_IN_LOG BUILT_IN_LOGL)
944 (define_operator_list EXP BUILT_IN_EXPF BUILT_IN_EXP BUILT_IN_EXPL)
945 (define_operator_list LOG2 BUILT_IN_LOG2F BUILT_IN_LOG2 BUILT_IN_LOG2L)
946 (define_operator_list EXP2 BUILT_IN_EXP2F BUILT_IN_EXP2 BUILT_IN_EXP2L)
947 (define_operator_list LOG10 BUILT_IN_LOG10F BUILT_IN_LOG10 BUILT_IN_LOG10L)
948 (define_operator_list EXP10 BUILT_IN_EXP10F BUILT_IN_EXP10 BUILT_IN_EXP10L)
949 (define_operator_list POW BUILT_IN_POWF BUILT_IN_POW BUILT_IN_POWL)
950 (define_operator_list POW10 BUILT_IN_POW10F BUILT_IN_POW10 BUILT_IN_POW10L)
951 (define_operator_list SQRT BUILT_IN_SQRTF BUILT_IN_SQRT BUILT_IN_SQRTL)
952 (define_operator_list CBRT BUILT_IN_CBRTF BUILT_IN_CBRT BUILT_IN_CBRTL)
953
954
955 /* fold_builtin_logarithm */
956 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
957  /* Special case, optimize logN(expN(x)) = x.  */
958  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
959       exps (EXP EXP2 EXP10)
960   (simplify
961    (logs (exps @0))
962     @0))
963  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
964     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
965     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
966  (for logs (LOG LOG LOG LOG
967             LOG2 LOG2 LOG2 LOG2
968             LOG10 LOG10 LOG10 LOG10)
969       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
970   (simplify
971    (logs (exps @0))
972    (with {
973      tree x;
974      switch (exps)
975        {
976        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP):
977          /* Prepare to do logN(exp(exponent) -> exponent*logN(e).  */
978          x = build_real (type, real_value_truncate (TYPE_MODE (type),
979                                                     dconst_e ()));
980          break;
981        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP2):
982          /* Prepare to do logN(exp2(exponent) -> exponent*logN(2).  */
983          x = build_real (type, dconst2);
984          break;
985        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_EXP10):
986        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_POW10):
987          /* Prepare to do logN(exp10(exponent) -> exponent*logN(10).  */
988          {
989            REAL_VALUE_TYPE dconst10;
990            real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
991            x = build_real (type, dconst10);
992          }
993          break;
994        }
995      }
996     (mult (logs { x; }) @0))))
997  (for logs (LOG LOG
998             LOG2 LOG2
999             LOG10 LOG10)
1000       exps (SQRT CBRT)
1001   (simplify
1002    (logs (exps @0))
1003    (with {
1004      tree x;
1005      switch (exps)
1006        {
1007        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_SQRT):
1008          /* Prepare to do logN(sqrt(x) -> 0.5*logN(x).  */
1009          x = build_real (type, dconsthalf);
1010          break;
1011        CASE_FLT_FN (BUILT_IN_CBRT):
1012          /* Prepare to do logN(cbrt(x) -> (1/3)*logN(x).  */
1013          x = build_real (type, real_value_truncate (TYPE_MODE (type),
1014                                                     dconst_third ()));
1015          break;
1016        }
1017      }
1018     (mult { x; } (logs @0)))))
1019  /* logN(pow(x,exponent) -> exponent*logN(x).  */
1020  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
1021       pows (POW)
1022   (simplify
1023    (logs (pows @0 @1))
1024    (mult @1 (logs @0)))))
1025
1026 /* Narrowing of arithmetic and logical operations. 
1027
1028    These are conceptually similar to the transformations performed for
1029    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
1030    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
1031
1032 /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
1033    both operands are widening conversions from the same type as the outer
1034    narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a suitable
1035    unsigned type (to avoid introducing undefined behaviour), perform the
1036    operation and convert the result to the desired type.  */
1037 (for op (plus minus)
1038   (simplify
1039     (convert (op (convert@2 @0) (convert@3 @1)))
1040     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1041          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
1042             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
1043          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1044          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1045          /* The precision of the type of each operand must match the
1046             precision of the mode of each operand, similarly for the
1047             result.  */
1048          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1049              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))))
1050          && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
1051              == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
1052          && TYPE_PRECISION (type) == GET_MODE_PRECISION (TYPE_MODE (type))
1053          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
1054          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
1055          && ((GENERIC 
1056               && (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0))
1057                   == TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@1)))
1058               && (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0))
1059                   == TYPE_MAIN_VARIANT (type)))
1060              || (GIMPLE
1061                  && types_compatible_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1))
1062                  && types_compatible_p (TREE_TYPE (@0), type))))
1063       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1064         (convert (op @0 @1)))
1065       (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1066         (convert (op (convert:utype @0) (convert:utype @1)))))))