Import GCC-8 to a new vendor branch
[dragonfly.git] / contrib / gcc-8.0 / gcc / match.pd
blob0de4432d925623b127b14a192d9fe1f7f9ce0a53
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) 2014-2018 Free Software Foundation, Inc.
6    Contributed by Richard Biener <rguenther@suse.de>
7    and Prathamesh Kulkarni  <bilbotheelffriend@gmail.com>
9 This file is part of GCC.
11 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
12 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
13 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
14 version.
16 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
17 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
18 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
19 for more details.
21 You should have received a copy of the GNU General Public License
22 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
23 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
26 /* Generic tree predicates we inherit.  */
27 (define_predicates
28    integer_onep integer_zerop integer_all_onesp integer_minus_onep
29    integer_each_onep integer_truep integer_nonzerop
30    real_zerop real_onep real_minus_onep
31    zerop
32    CONSTANT_CLASS_P
33    tree_expr_nonnegative_p
34    tree_expr_nonzero_p
35    integer_valued_real_p
36    integer_pow2p
37    HONOR_NANS)
39 /* Operator lists.  */
40 (define_operator_list tcc_comparison
41   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
42 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
43   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
44 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
45   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
46 (define_operator_list swapped_tcc_comparison
47   gt   ge   eq ne le   lt   unordered ordered   ungt unge unlt unle uneq ltgt)
48 (define_operator_list simple_comparison         lt   le   eq ne ge   gt)
49 (define_operator_list swapped_simple_comparison gt   ge   eq ne le   lt)
51 #include "cfn-operators.pd"
53 /* Define operand lists for math rounding functions {,i,l,ll}FN,
54    where the versions prefixed with "i" return an int, those prefixed with
55    "l" return a long and those prefixed with "ll" return a long long.
57    Also define operand lists:
59      X<FN>F for all float functions, in the order i, l, ll
60      X<FN> for all double functions, in the same order
61      X<FN>L for all long double functions, in the same order.  */
62 #define DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN(FN) \
63   (define_operator_list X##FN##F BUILT_IN_I##FN##F \
64                                  BUILT_IN_L##FN##F \
65                                  BUILT_IN_LL##FN##F) \
66   (define_operator_list X##FN BUILT_IN_I##FN \
67                               BUILT_IN_L##FN \
68                               BUILT_IN_LL##FN) \
69   (define_operator_list X##FN##L BUILT_IN_I##FN##L \
70                                  BUILT_IN_L##FN##L \
71                                  BUILT_IN_LL##FN##L)
73 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (FLOOR)
74 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (CEIL)
75 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (ROUND)
76 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (RINT)
77     
78 /* As opposed to convert?, this still creates a single pattern, so
79    it is not a suitable replacement for convert? in all cases.  */
80 (match (nop_convert @0)
81  (convert @0)
82  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))))
83 (match (nop_convert @0)
84  (view_convert @0)
85  (if (VECTOR_TYPE_P (type) && VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
86       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
87                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0)))
88       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
89 /* This one has to be last, or it shadows the others.  */
90 (match (nop_convert @0)
91  @0) 
93 /* Simplifications of operations with one constant operand and
94    simplifications to constants or single values.  */
96 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
97   (simplify
98     (op @0 integer_zerop)
99     (non_lvalue @0)))
101 /* 0 +p index -> (type)index */
102 (simplify
103  (pointer_plus integer_zerop @1)
104  (non_lvalue (convert @1)))
106 /* ptr - 0 -> (type)ptr */
107 (simplify
108  (pointer_diff @0 integer_zerop)
109  (convert @0))
111 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
112    Likewise if the operands are reversed.  */
113 (simplify
114  (plus:c @0 real_zerop@1)
115  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 0))
116   (non_lvalue @0)))
118 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
119 (simplify
120  (minus @0 real_zerop@1)
121  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 1))
122   (non_lvalue @0)))
124 /* Simplify x - x.
125    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
126    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
127    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
128    is volatile.  */
129 (simplify
130  (minus @0 @0)
131  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !HONOR_NANS (type))
132   { build_zero_cst (type); }))
133 (simplify
134  (pointer_diff @@0 @0)
135  { build_zero_cst (type); })
137 (simplify
138  (mult @0 integer_zerop@1)
139  @1)
141 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
142    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
143    same in modes with signed zeros, since multiplying a
144    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
145 (simplify
146  (mult @0 real_zerop@1)
147  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
148   @1))
150 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
151    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
152 (simplify
153  (mult @0 real_onep)
154  (if (!HONOR_SNANS (type)
155       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
156           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
157   (non_lvalue @0)))
159 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
160 (simplify
161  (mult @0 real_minus_onep)
162   (if (!HONOR_SNANS (type)
163        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
164            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
165    (negate @0)))
167 (for cmp (gt ge lt le)
168      outp (convert convert negate negate)
169      outn (negate negate convert convert)
170  /* Transform (X > 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1, X). */
171  /* Transform (X >= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1, X). */
172  /* Transform (X < 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1,-X). */
173  /* Transform (X <= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1,-X). */
174  (simplify
175   (cond (cmp @0 real_zerop) real_onep@1 real_minus_onep)
176   (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
177        && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
178    (switch
179     (if (types_match (type, float_type_node))
180      (BUILT_IN_COPYSIGNF @1 (outp @0)))
181     (if (types_match (type, double_type_node))
182      (BUILT_IN_COPYSIGN @1 (outp @0)))
183     (if (types_match (type, long_double_type_node))
184      (BUILT_IN_COPYSIGNL @1 (outp @0))))))
185  /* Transform (X > 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,-X). */
186  /* Transform (X >= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,-X). */
187  /* Transform (X < 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,X). */
188  /* Transform (X <= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,X). */
189  (simplify
190   (cond (cmp @0 real_zerop) real_minus_onep real_onep@1)
191   (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
192        && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
193    (switch
194     (if (types_match (type, float_type_node))
195      (BUILT_IN_COPYSIGNF @1 (outn @0)))
196     (if (types_match (type, double_type_node))
197      (BUILT_IN_COPYSIGN @1 (outn @0)))
198     (if (types_match (type, long_double_type_node))
199      (BUILT_IN_COPYSIGNL @1 (outn @0)))))))
201 /* Transform X * copysign (1.0, X) into abs(X). */
202 (simplify
203  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep @0))
204  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
205   (abs @0)))
207 /* Transform X * copysign (1.0, -X) into -abs(X). */
208 (simplify
209  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep (negate @0)))
210  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
211   (negate (abs @0))))
213 /* Transform copysign (CST, X) into copysign (ABS(CST), X). */
214 (simplify
215  (COPYSIGN_ALL REAL_CST@0 @1)
216  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@0)))
217   (COPYSIGN_ALL (negate @0) @1)))
219 /* X * 1, X / 1 -> X.  */
220 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
221   (simplify
222     (op @0 integer_onep)
223     (non_lvalue @0)))
225 /* (A / (1 << B)) -> (A >> B).
226    Only for unsigned A.  For signed A, this would not preserve rounding
227    toward zero.
228    For example: (-1 / ( 1 << B)) !=  -1 >> B.  */
229 (simplify
230  (trunc_div @0 (lshift integer_onep@1 @2))
231  (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
232       && (!VECTOR_TYPE_P (type)
233           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_vector)
234           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_scalar)))
235   (rshift @0 @2)))
237 /* Preserve explicit divisions by 0: the C++ front-end wants to detect
238    undefined behavior in constexpr evaluation, and assuming that the division
239    traps enables better optimizations than these anyway.  */
240 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
241  /* 0 / X is always zero.  */
242  (simplify
243   (div integer_zerop@0 @1)
244   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
245   (if (!integer_zerop (@1))
246    @0))
247   /* X / -1 is -X.  */
248  (simplify
249    (div @0 integer_minus_onep@1)
250    (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
251     (negate @0)))
252  /* X / X is one.  */
253  (simplify
254   (div @0 @0)
255   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.
256      And not for _Fract types where we can't build 1.  */
257   (if (!integer_zerop (@0) && !ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
258    { build_one_cst (type); }))
259  /* X / abs (X) is X < 0 ? -1 : 1.  */ 
260  (simplify
261    (div:C @0 (abs @0))
262    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
263         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
264     (cond (lt @0 { build_zero_cst (type); })
265           { build_minus_one_cst (type); } { build_one_cst (type); })))
266  /* X / -X is -1.  */
267  (simplify
268    (div:C @0 (negate @0))
269    (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
270         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
271     { build_minus_one_cst (type); })))
273 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
274    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
275 (simplify
276  (floor_div @0 @1)
277  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
278       && TYPE_UNSIGNED (type))
279   (trunc_div @0 @1)))
281 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
282    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
283 (for div (trunc_div exact_div)
284  (simplify
285   (div (div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
286   (with {
287     bool overflow_p;
288     wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
289                             TYPE_SIGN (type), &overflow_p);
290    }
291    (if (!overflow_p)
292     (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
293     (if (TYPE_UNSIGNED (type)
294          || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
295      { build_zero_cst (type); })))))
297 /* Combine successive multiplications.  Similar to above, but handling
298    overflow is different.  */
299 (simplify
300  (mult (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
301  (with {
302    bool overflow_p;
303    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
304                            TYPE_SIGN (type), &overflow_p);
305   }
306   /* Skip folding on overflow: the only special case is @1 * @2 == -INT_MIN,
307      otherwise undefined overflow implies that @0 must be zero.  */
308   (if (!overflow_p || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
309    (mult @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))))
311 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
312    NaNs or Infinities.  */
313 (simplify
314  (rdiv @0 @0)
315  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
316       && ! HONOR_NANS (type)
317       && ! HONOR_INFINITIES (type))
318   { build_one_cst (type); }))
320 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
321    NaNs or Infinities.  */
322 (simplify
323  (rdiv:C @0 (negate @0))
324  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
325       && ! HONOR_NANS (type)
326       && ! HONOR_INFINITIES (type))
327   { build_minus_one_cst (type); }))
329 /* PR71078: x / abs(x) -> copysign (1.0, x) */
330 (simplify
331  (rdiv:C (convert? @0) (convert? (abs @0)))
332   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
333        && ! HONOR_NANS (type)
334        && ! HONOR_INFINITIES (type))
335    (switch
336     (if (types_match (type, float_type_node))
337      (BUILT_IN_COPYSIGNF { build_one_cst (type); } (convert @0)))
338     (if (types_match (type, double_type_node))
339      (BUILT_IN_COPYSIGN { build_one_cst (type); } (convert @0)))
340     (if (types_match (type, long_double_type_node))
341      (BUILT_IN_COPYSIGNL { build_one_cst (type); } (convert @0))))))
343 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
344 (simplify
345  (rdiv @0 real_onep)
346  (if (!HONOR_SNANS (type))
347   (non_lvalue @0)))
349 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
350 (simplify
351  (rdiv @0 real_minus_onep)
352  (if (!HONOR_SNANS (type))
353   (negate @0)))
355 (if (flag_reciprocal_math)
356  /* Convert (A/B)/C to A/(B*C). */
357  (simplify
358   (rdiv (rdiv:s @0 @1) @2)
359   (rdiv @0 (mult @1 @2)))
361  /* Canonicalize x / (C1 * y) to (x * C2) / y.  */
362  (simplify
363   (rdiv @0 (mult:s @1 REAL_CST@2))
364   (with
365    { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @2); }
366    (if (tem)
367     (rdiv (mult @0 { tem; } ) @1))))
369  /* Convert A/(B/C) to (A/B)*C  */
370  (simplify
371   (rdiv @0 (rdiv:s @1 @2))
372    (mult (rdiv @0 @1) @2)))
374 /* Simplify x / (- y) to -x / y.  */
375 (simplify
376  (rdiv @0 (negate @1))
377  (rdiv (negate @0) @1))
379 /* Optimize (X & (-A)) / A where A is a power of 2, to X >> log2(A) */
380 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
381  (simplify
382   (div (convert? (bit_and @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
383   (if (integer_pow2p (@2)
384        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
385        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
386        && wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@1) == 0)
387    (rshift (convert @0)
388            { build_int_cst (integer_type_node,
389                             wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))); }))))
391 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
392    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
393    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
394    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
395    tell if it is or not in a portable manner.  */
396 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
397  (simplify
398   (rdiv @0 cst@1)
399   (if (optimize)
400    (if (flag_reciprocal_math
401         && !real_zerop (@1))
402     (with
403      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
404      (if (tem)
405       (mult @0 { tem; } )))
406     (if (cst != COMPLEX_CST)
407      (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
408       (if (inverse)
409        (mult @0 { inverse; } ))))))))
411 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
412  /* 0 % X is always zero.  */
413  (simplify
414   (mod integer_zerop@0 @1)
415   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
416   (if (!integer_zerop (@1))
417    @0))
418  /* X % 1 is always zero.  */
419  (simplify
420   (mod @0 integer_onep)
421   { build_zero_cst (type); })
422  /* X % -1 is zero.  */
423  (simplify
424   (mod @0 integer_minus_onep@1)
425   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
426    { build_zero_cst (type); }))
427  /* X % X is zero.  */
428  (simplify
429   (mod @0 @0)
430   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
431   (if (!integer_zerop (@0))
432    { build_zero_cst (type); }))
433  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
434  (simplify
435   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
436   @2)
437  /* From extract_muldiv_1: (X * C1) % C2 is zero if C1 is a multiple of C2.  */
438  (simplify
439   (mod (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
440   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
441        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
442        && wi::multiple_of_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
443                              TYPE_SIGN (type)))
444    { build_zero_cst (type); })))
446 /* X % -C is the same as X % C.  */
447 (simplify
448  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
449   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
450        && !TREE_OVERFLOW (@1)
451        && wi::neg_p (wi::to_wide (@1))
452        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
453        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
454        && !sign_bit_p (@1, @1))
455    (trunc_mod @0 (negate @1))))
457 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
458 (simplify
459  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
460  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
461       && !TYPE_UNSIGNED (type)
462       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
463       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
464       /* Avoid this transformation if X might be INT_MIN or
465          Y might be -1, because we would then change valid
466          INT_MIN % -(-1) into invalid INT_MIN % -1.  */
467       && (expr_not_equal_to (@0, wi::to_wide (TYPE_MIN_VALUE (type)))
468           || expr_not_equal_to (@1, wi::minus_one (TYPE_PRECISION
469                                                         (TREE_TYPE (@1))))))
470   (trunc_mod @0 (convert @1))))
472 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
473 (simplify
474  (minus (convert1? @0) (convert2? (mult:c (trunc_div @@0 @@1) @1)))
475  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
476   (convert (trunc_mod @0 @1))))
478 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
479    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
480    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
481    to A & ((C << N) - 1).  */
482 (match (power_of_two_cand @1)
483  INTEGER_CST@1)
484 (match (power_of_two_cand @1)
485  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
486 (for mod (trunc_mod floor_mod)
487  (simplify
488   (mod @0 (convert?@3 (power_of_two_cand@1 @2)))
489   (if ((TYPE_UNSIGNED (type)
490         || tree_expr_nonnegative_p (@0))
491         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@3))
492         && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
493    (bit_and @0 (convert (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))))
495 /* Simplify (unsigned t * 2)/2 -> unsigned t & 0x7FFFFFFF.  */
496 (simplify
497  (trunc_div (mult @0 integer_pow2p@1) @1)
498  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
499   (bit_and @0 { wide_int_to_tree
500                 (type, wi::mask (TYPE_PRECISION (type)
501                                  - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)),
502                                  false, TYPE_PRECISION (type))); })))
504 /* Simplify (unsigned t / 2) * 2 -> unsigned t & ~1.  */
505 (simplify
506  (mult (trunc_div @0 integer_pow2p@1) @1)
507  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
508   (bit_and @0 (negate @1))))
510 /* Simplify (t * 2) / 2) -> t.  */
511 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
512  (simplify
513   (div (mult:c @0 @1) @1)
514   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
515        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
516    @0)))
518 (for op (negate abs)
519  /* Simplify cos(-x) and cos(|x|) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
520  (for coss (COS COSH)
521   (simplify
522    (coss (op @0))
523     (coss @0)))
524  /* Simplify pow(-x, y) and pow(|x|,y) -> pow(x,y) if y is an even integer.  */
525  (for pows (POW)
526   (simplify
527    (pows (op @0) REAL_CST@1)
528    (with { HOST_WIDE_INT n; }
529     (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
530      (pows @0 @1)))))
531  /* Likewise for powi.  */
532  (for pows (POWI)
533   (simplify
534    (pows (op @0) INTEGER_CST@1)
535    (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
536     (pows @0 @1))))
537  /* Strip negate and abs from both operands of hypot.  */
538  (for hypots (HYPOT)
539   (simplify
540    (hypots (op @0) @1)
541    (hypots @0 @1))
542   (simplify
543    (hypots @0 (op @1))
544    (hypots @0 @1)))
545  /* copysign(-x, y) and copysign(abs(x), y) -> copysign(x, y).  */
546  (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
547   (simplify
548    (copysigns (op @0) @1)
549    (copysigns @0 @1))))
551 /* abs(x)*abs(x) -> x*x.  Should be valid for all types.  */
552 (simplify
553  (mult (abs@1 @0) @1)
554  (mult @0 @0))
556 /* cos(copysign(x, y)) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
557 (for coss (COS COSH)
558      copysigns (COPYSIGN)
559  (simplify
560   (coss (copysigns @0 @1))
561    (coss @0)))
563 /* pow(copysign(x, y), z) -> pow(x, z) if z is an even integer.  */
564 (for pows (POW)
565      copysigns (COPYSIGN)
566  (simplify
567   (pows (copysigns @0 @2) REAL_CST@1)
568   (with { HOST_WIDE_INT n; }
569    (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
570     (pows @0 @1)))))
571 /* Likewise for powi.  */
572 (for pows (POWI)
573      copysigns (COPYSIGN)
574  (simplify
575   (pows (copysigns @0 @2) INTEGER_CST@1)
576   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
577    (pows @0 @1))))
579 (for hypots (HYPOT)
580      copysigns (COPYSIGN)
581  /* hypot(copysign(x, y), z) -> hypot(x, z).  */
582  (simplify
583   (hypots (copysigns @0 @1) @2)
584   (hypots @0 @2))
585  /* hypot(x, copysign(y, z)) -> hypot(x, y).  */
586  (simplify
587   (hypots @0 (copysigns @1 @2))
588   (hypots @0 @1)))
590 /* copysign(x, CST) -> [-]abs (x).  */
591 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
592  (simplify
593   (copysigns @0 REAL_CST@1)
594   (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
595    (negate (abs @0))
596    (abs @0))))
598 /* copysign(copysign(x, y), z) -> copysign(x, z).  */
599 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
600  (simplify
601   (copysigns (copysigns @0 @1) @2)
602   (copysigns @0 @2)))
604 /* copysign(x,y)*copysign(x,y) -> x*x.  */
605 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
606  (simplify
607   (mult (copysigns@2 @0 @1) @2)
608   (mult @0 @0)))
610 /* ccos(-x) -> ccos(x).  Similarly for ccosh.  */
611 (for ccoss (CCOS CCOSH)
612  (simplify
613   (ccoss (negate @0))
614    (ccoss @0)))
616 /* cabs(-x) and cos(conj(x)) -> cabs(x).  */
617 (for ops (conj negate)
618  (for cabss (CABS)
619   (simplify
620    (cabss (ops @0))
621    (cabss @0))))
623 /* Fold (a * (1 << b)) into (a << b)  */
624 (simplify
625  (mult:c @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
626   (if (! FLOAT_TYPE_P (type)
627        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
628    (lshift @0 @2)))
630 /* Fold (1 << (C - x)) where C = precision(type) - 1
631    into ((1 << C) >> x). */
632 (simplify
633  (lshift integer_onep@0 (minus@1 INTEGER_CST@2 @3))
634   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
635        && wi::eq_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (type) - 1)
636        && single_use (@1))
637    (if (TYPE_UNSIGNED (type))
638      (rshift (lshift @0 @2) @3)
639    (with
640     { tree utype = unsigned_type_for (type); }
641     (convert (rshift (lshift (convert:utype @0) @2) @3))))))
643 /* Fold (C1/X)*C2 into (C1*C2)/X.  */
644 (simplify
645  (mult (rdiv@3 REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
646   (if (flag_associative_math
647        && single_use (@3))
648    (with
649     { tree tem = const_binop (MULT_EXPR, type, @0, @2); }
650     (if (tem)
651      (rdiv { tem; } @1)))))
653 /* Simplify ~X & X as zero.  */
654 (simplify
655  (bit_and:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
656   { build_zero_cst (type); })
658 /* PR71636: Transform x & ((1U << b) - 1) -> x & ~(~0U << b);  */
659 (simplify
660   (bit_and:c @0 (plus:s (lshift:s integer_onep @1) integer_minus_onep))
661   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
662     (bit_and @0 (bit_not (lshift { build_all_ones_cst (type); } @1)))))
664 (for bitop (bit_and bit_ior)
665      cmp (eq ne)
666  /* PR35691: Transform
667     (x == 0 & y == 0) -> (x | typeof(x)(y)) == 0.
668     (x != 0 | y != 0) -> (x | typeof(x)(y)) != 0.  */
669  (simplify
670   (bitop (cmp @0 integer_zerop@2) (cmp @1 integer_zerop))
671    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
672         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
673         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
674     (cmp (bit_ior @0 (convert @1)) @2)))
675  /* Transform:
676     (x == -1 & y == -1) -> (x & typeof(x)(y)) == -1.
677     (x != -1 | y != -1) -> (x & typeof(x)(y)) != -1.  */
678  (simplify
679   (bitop (cmp @0 integer_all_onesp@2) (cmp @1 integer_all_onesp))
680    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
681         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
682         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
683     (cmp (bit_and @0 (convert @1)) @2))))
685 /* Fold (A & ~B) - (A & B) into (A ^ B) - B.  */
686 (simplify
687  (minus (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_and:cs @0 @1))
688   (minus (bit_xor @0 @1) @1))
689 (simplify
690  (minus (bit_and:s @0 INTEGER_CST@2) (bit_and:s @0 INTEGER_CST@1))
691  (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
692   (minus (bit_xor @0 @1) @1)))
694 /* Fold (A & B) - (A & ~B) into B - (A ^ B).  */
695 (simplify
696  (minus (bit_and:cs @0 @1) (bit_and:cs @0 (bit_not @1)))
697   (minus @1 (bit_xor @0 @1)))
699 /* Simplify (X & ~Y) |^+ (~X & Y) -> X ^ Y.  */
700 (for op (bit_ior bit_xor plus)
701  (simplify
702   (op (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_and:c (bit_not @0) @1))
703    (bit_xor @0 @1))
704  (simplify
705   (op:c (bit_and @0 INTEGER_CST@2) (bit_and (bit_not @0) INTEGER_CST@1))
706   (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
707    (bit_xor @0 @1))))
709 /* PR53979: Transform ((a ^ b) | a) -> (a | b) */
710 (simplify
711   (bit_ior:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
712   (bit_ior @0 @1))
714 /* (a & ~b) | (a ^ b)  -->  a ^ b  */
715 (simplify
716  (bit_ior:c (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_xor:c@2 @0 @1))
717  @2)
719 /* (a & ~b) ^ ~a  -->  ~(a & b)  */
720 (simplify
721  (bit_xor:c (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_not @0))
722  (bit_not (bit_and @0 @1)))
724 /* (a | b) & ~(a ^ b)  -->  a & b  */
725 (simplify
726  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_xor:c @0 @1)))
727  (bit_and @0 @1))
729 /* a | ~(a ^ b)  -->  a | ~b  */
730 (simplify
731  (bit_ior:c @0 (bit_not:s (bit_xor:c @0 @1)))
732  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
734 /* (a | b) | (a &^ b)  -->  a | b  */
735 (for op (bit_and bit_xor)
736  (simplify
737   (bit_ior:c (bit_ior@2 @0 @1) (op:c @0 @1))
738   @2))
740 /* (a & b) | ~(a ^ b)  -->  ~(a ^ b)  */
741 (simplify
742  (bit_ior:c (bit_and:c @0 @1) (bit_not@2 (bit_xor @0 @1)))
743  @2)
745 /* ~(~a & b)  -->  a | ~b  */
746 (simplify
747  (bit_not (bit_and:cs (bit_not @0) @1))
748  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
750 /* Simplify (~X & Y) to X ^ Y if we know that (X & ~Y) is 0.  */
751 #if GIMPLE
752 (simplify
753  (bit_and (bit_not SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
754  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
755       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
756   (bit_xor @0 @1)))
757 #endif
759 /* X % Y is smaller than Y.  */
760 (for cmp (lt ge)
761  (simplify
762   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
763   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
764    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
765 (for cmp (gt le)
766  (simplify
767   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
768   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
769    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
771 /* x | ~0 -> ~0  */
772 (simplify
773  (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
774  @1)
776 /* x | 0 -> x  */
777 (simplify
778  (bit_ior @0 integer_zerop)
779  @0)
781 /* x & 0 -> 0  */
782 (simplify
783  (bit_and @0 integer_zerop@1)
784  @1)
786 /* ~x | x -> -1 */
787 /* ~x ^ x -> -1 */
788 /* ~x + x -> -1 */
789 (for op (bit_ior bit_xor plus)
790  (simplify
791   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
792   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
794 /* x ^ x -> 0 */
795 (simplify
796   (bit_xor @0 @0)
797   { build_zero_cst (type); })
799 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
800 (simplify
801   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
802   (bit_not @0))
804 /* x & ~0 -> x  */
805 (simplify
806  (bit_and @0 integer_all_onesp)
807   (non_lvalue @0))
809 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
810 (for bitop (bit_and bit_ior)
811  (simplify
812   (bitop @0 @0)
813   (non_lvalue @0)))
815 /* x & C -> x if we know that x & ~C == 0.  */
816 #if GIMPLE
817 (simplify
818  (bit_and SSA_NAME@0 INTEGER_CST@1)
819  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
820       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
821   @0))
822 #endif
824 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
825 (simplify
826  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
827  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
829 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
830 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
831 (for bitop (bit_and bit_ior)
832  (simplify
833   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
834   (bitop @0 (bit_not @1))))
836 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
837 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
838 (for bitop (bit_and bit_ior)
839      rbitop (bit_ior bit_and)
840  (simplify
841   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
842   (bitop @1 @2)))
844 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
845 (simplify
846  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
847  (bit_xor @0 @1))
849 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
850 (simplify
851  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
852  (bit_and @0 @1))
854 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
855 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
856 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
857 (for op (plus bit_ior bit_xor)
858  (simplify
859   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
860   (bit_ior @0 @1)))
862 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
863 (simplify
864  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
865  (plus @0 @1))
867 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
868 (simplify
869  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
870  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
871       && !TYPE_SATURATING (type))
872   (bit_and @0 @1)))
874 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
875 (simplify
876  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
877  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
878       && !TYPE_SATURATING (type))
879   (bit_ior @0 @1)))
881 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
882 (simplify
883  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
884  (bit_and @0 @1))
886 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
887 (simplify
888  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
889  (bit_xor @0 @1))
891 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
892 (simplify
893  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
894  (bit_xor @0 @1))
896 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
897 (simplify
898  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
899  (bit_and @0 @1))
901 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
902    ~x | ~y -> ~(x & y) */
903 (for op (bit_and bit_ior)
904      rop (bit_ior bit_and)
905  (simplify
906   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
907   (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
908        && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
909    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
911 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
912    with a constant, and the two constants have no bits in common,
913    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
914    simplifications.  */
915 (for op (bit_xor plus)
916  (simplify
917   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
918       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
919   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
920        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
921        && (wi::to_wide (@1) & wi::to_wide (@3)) == 0)
922    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
924 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
925 (simplify
926  (bit_xor:c (convert1? (bit_ior:c @@0 @1)) (convert2? @0))
927  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
928   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
930 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
931 (simplify
932  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
933  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
934       && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
935   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
937 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
938 (simplify
939  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
940  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
941   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
943 /* Fold (X & Y) ^ Y and (X ^ Y) & Y as ~X & Y.  */
944 (for opo (bit_and bit_xor)
945      opi (bit_xor bit_and)
946  (simplify
947   (opo:c (opi:c @0 @1) @1) 
948   (bit_and (bit_not @0) @1)))
950 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
951    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
952    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
953    constants are involved.  For example, convert
954      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
955    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
956 (for op (bit_and bit_ior bit_xor)
957      rop (bit_ior bit_and bit_and)
958  (simplify
959   (op (convert? (rop:c @@0 @1)) (convert? (rop:c @0 @2)))
960   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
961        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
962    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
964 /* Some simple reassociation for bit operations, also handled in reassoc.  */
965 /* (X & Y) & Y -> X & Y
966    (X | Y) | Y -> X | Y  */
967 (for op (bit_and bit_ior)
968  (simplify
969   (op:c (convert1?@2 (op:c @0 @@1)) (convert2? @1))
970   @2))
971 /* (X ^ Y) ^ Y -> X  */
972 (simplify
973  (bit_xor:c (convert1? (bit_xor:c @0 @@1)) (convert2? @1))
974  (convert @0))
975 /* (X & Y) & (X & Z) -> (X & Y) & Z
976    (X | Y) | (X | Z) -> (X | Y) | Z  */
977 (for op (bit_and bit_ior)
978  (simplify
979   (op (convert1?@3 (op:c@4 @0 @1)) (convert2?@5 (op:c@6 @0 @2)))
980   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
981        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
982    (if (single_use (@5) && single_use (@6))
983     (op @3 (convert @2))
984     (if (single_use (@3) && single_use (@4))
985      (op (convert @1) @5))))))
986 /* (X ^ Y) ^ (X ^ Z) -> Y ^ Z  */
987 (simplify
988  (bit_xor (convert1? (bit_xor:c @0 @1)) (convert2? (bit_xor:c @0 @2)))
989  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
990       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
991   (bit_xor (convert @1) (convert @2))))
993 (simplify
994  (abs (abs@1 @0))
995  @1)
996 (simplify
997  (abs (negate @0))
998  (abs @0))
999 (simplify
1000  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
1001  @0)
1003 /* A few cases of fold-const.c negate_expr_p predicate.  */
1004 (match negate_expr_p
1005  INTEGER_CST
1006  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1007        && TYPE_UNSIGNED (type))
1008       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1009           && may_negate_without_overflow_p (t)))))
1010 (match negate_expr_p
1011  FIXED_CST)
1012 (match negate_expr_p
1013  (negate @0)
1014  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))))
1015 (match negate_expr_p
1016  REAL_CST
1017  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (t)))))
1018 /* VECTOR_CST handling of non-wrapping types would recurse in unsupported
1019    ways.  */
1020 (match negate_expr_p
1021  VECTOR_CST
1022  (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (type)) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))))
1023 (match negate_expr_p
1024  (minus @0 @1)
1025  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1026       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1027           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1028           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))))
1030 /* (-A) * (-B) -> A * B  */
1031 (simplify
1032  (mult:c (convert1? (negate @0)) (convert2? negate_expr_p@1))
1033   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1034        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1035    (mult (convert @0) (convert (negate @1)))))
1037 /* -(A + B) -> (-B) - A.  */
1038 (simplify
1039  (negate (plus:c @0 negate_expr_p@1))
1040  (if (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (element_mode (type))
1041       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type)))
1042   (minus (negate @1) @0)))
1044 /* -(A - B) -> B - A.  */
1045 (simplify
1046  (negate (minus @0 @1))
1047  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1048       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1049           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1050           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))
1051   (minus @1 @0)))
1052 (simplify
1053  (negate (pointer_diff @0 @1))
1054  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
1055   (pointer_diff @1 @0)))
1057 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  */
1058 (simplify
1059  (minus @0 negate_expr_p@1)
1060  (if (!FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1061  (plus @0 (negate @1))))
1063 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
1064    when profitable.
1065    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
1066    binary operation result instead of to the operands.  This allows
1067    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
1068    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
1069 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1070  (simplify
1071   (bitop (convert @0) (convert? @1))
1072   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1073          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1074          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
1075         || types_match (@0, @1))
1076        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
1077           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
1078           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
1079           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
1080           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
1081        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
1082        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
1083               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
1084            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
1085            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
1086               mode.  */
1087            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
1088            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
1089               of its mode.  */
1090            || !type_has_mode_precision_p (type)))
1091    (convert (bitop @0 (convert @1))))))
1093 (for bitop (bit_and bit_ior)
1094      rbitop (bit_ior bit_and)
1095   /* (x | y) & x -> x */
1096   /* (x & y) | x -> x */
1097  (simplify
1098   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
1099   @0)
1100  /* (~x | y) & x -> x & y */
1101  /* (~x & y) | x -> x | y */
1102  (simplify
1103   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
1104   (bitop @0 @1)))
1106 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
1107 (simplify
1108   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1109   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
1111 /* Combine successive equal operations with constants.  */
1112 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1113  (simplify
1114   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1115   (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1116    /* This is the canonical form regardless of whether (bitop @1 @2) can be
1117       folded to a constant.  */
1118    (bitop @0 (bitop @1 @2))
1119    /* In this case we have three constants and (bitop @0 @1) doesn't fold
1120       to a constant.  This can happen if @0 or @1 is a POLY_INT_CST and if
1121       the values involved are such that the operation can't be decided at
1122       compile time.  Try folding one of @0 or @1 with @2 to see whether
1123       that combination can be decided at compile time.
1125       Keep the existing form if both folds fail, to avoid endless
1126       oscillation.  */
1127    (with { tree cst1 = const_binop (bitop, type, @0, @2); }
1128     (if (cst1)
1129      (bitop @1 { cst1; })
1130      (with { tree cst2 = const_binop (bitop, type, @1, @2); }
1131       (if (cst2)
1132        (bitop @0 { cst2; }))))))))
1134 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
1135    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
1136 (match truth_valued_p
1137  @0
1138  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
1139 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
1140  (match truth_valued_p
1141   (op @0 @1)))
1142 (match truth_valued_p
1143   (truth_not @0))
1145 (match (logical_inverted_value @0)
1146  (truth_not @0))
1147 (match (logical_inverted_value @0)
1148  (bit_not truth_valued_p@0))
1149 (match (logical_inverted_value @0)
1150  (eq @0 integer_zerop))
1151 (match (logical_inverted_value @0)
1152  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
1153 (match (logical_inverted_value @0)
1154  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
1156 /* X & !X -> 0.  */
1157 (simplify
1158  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
1159  { build_zero_cst (type); })
1160 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
1161 (for op (bit_ior bit_xor)
1162  (simplify
1163   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1164   { constant_boolean_node (true, type); }))
1165 /* X ==/!= !X is false/true.  */
1166 (for op (eq ne)
1167  (simplify
1168   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1169   { constant_boolean_node (op == NE_EXPR ? true : false, type); }))
1171 /* ~~x -> x */
1172 (simplify
1173   (bit_not (bit_not @0))
1174   @0)
1176 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
1177 (simplify
1178  (bit_not (convert? (negate @0)))
1179  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1180       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1181   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1183 /* Convert - (~A) to A + 1.  */
1184 (simplify
1185  (negate (nop_convert (bit_not @0)))
1186  (plus (view_convert @0) { build_each_one_cst (type); }))
1188 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
1189 (simplify
1190  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
1191  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1192       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1193   (convert (negate @0))))
1194 (simplify
1195  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
1196  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1197       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1198   (convert (negate @0))))
1200 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
1201 (simplify
1202  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
1203  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1204   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
1205 (simplify
1206  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
1207  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1208   (convert (bit_xor @0 @1))))
1210 /* Otherwise prefer ~(X ^ Y) to ~X ^ Y as more canonical.  */
1211 (simplify
1212  (bit_xor:c (nop_convert:s (bit_not:s @0)) @1)
1213  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1214   (bit_not (bit_xor (view_convert @0) @1))))
1216 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
1217 (simplify
1218  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
1219  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
1221 /* Fold A - (A & B) into ~B & A.  */
1222 (simplify
1223  (minus (convert1? @0) (convert2?:s (bit_and:cs @@0 @1)))
1224  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1225       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1226   (convert (bit_and (bit_not @1) @0))))
1228 /* (m1 CMP m2) * d -> (m1 CMP m2) ? d : 0  */
1229 (for cmp (gt lt ge le)
1230 (simplify
1231  (mult (convert (cmp @0 @1)) @2)
1232   (cond (cmp @0 @1) @2 { build_zero_cst (type); })))
1234 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1235    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1236 (for cmp (eq ne)
1237  (simplify
1238   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1239   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1240        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1241        && tree_expr_nonzero_p (@1))
1242    (cmp @0 @2))))
1244 /* For integral types with wrapping overflow and C odd fold
1245    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1246 (for cmp (eq ne)
1247  (simplify
1248   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) (mult @2 @1))
1249   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1250        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
1251        && (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1) != 0)
1252    (cmp @0 @2))))
1254 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1255    x * C RELOP y * C into:
1257    x RELOP y for nonnegative C
1258    y RELOP x for negative C  */
1259 (for cmp (lt gt le ge)
1260  (simplify
1261   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1262   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1263        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1264    (if (tree_expr_nonnegative_p (@1) && tree_expr_nonzero_p (@1))
1265     (cmp @0 @2)
1266    (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1267         && wi::neg_p (wi::to_wide (@1), TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
1268     (cmp @2 @0))))))
1270 /* (X - 1U) <= INT_MAX-1U into (int) X > 0.  */
1271 (for cmp (le gt)
1272      icmp (gt le)
1273  (simplify
1274   (cmp (plus @0 integer_minus_onep@1) INTEGER_CST@2)
1275    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1276         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1277         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > 1
1278         && (wi::to_wide (@2)
1279             == wi::max_value (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)), SIGNED) - 1))
1280     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1281      (icmp (convert:stype @0) { build_int_cst (stype, 0); })))))
1283 /* X / 4 < Y / 4 iff X < Y when the division is known to be exact.  */
1284 (for cmp (simple_comparison)
1285  (simplify
1286   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@2) (exact_div @1 @2))
1287   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1288    (cmp @0 @1))))
1290 /* X / C1 op C2 into a simple range test.  */
1291 (for cmp (simple_comparison)
1292  (simplify
1293   (cmp (trunc_div:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
1294   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1295        && integer_nonzerop (@1)
1296        && !TREE_OVERFLOW (@1)
1297        && !TREE_OVERFLOW (@2))
1298    (with { tree lo, hi; bool neg_overflow;
1299            enum tree_code code = fold_div_compare (cmp, @1, @2, &lo, &hi,
1300                                                    &neg_overflow); }
1301     (switch
1302      (if (code == LT_EXPR || code == GE_EXPR)
1303        (if (TREE_OVERFLOW (lo))
1304         { build_int_cst (type, (code == LT_EXPR) ^ neg_overflow); }
1305         (if (code == LT_EXPR)
1306          (lt @0 { lo; })
1307          (ge @0 { lo; }))))
1308      (if (code == LE_EXPR || code == GT_EXPR)
1309        (if (TREE_OVERFLOW (hi))
1310         { build_int_cst (type, (code == LE_EXPR) ^ neg_overflow); }
1311         (if (code == LE_EXPR)
1312          (le @0 { hi; })
1313          (gt @0 { hi; }))))
1314      (if (!lo && !hi)
1315       { build_int_cst (type, code == NE_EXPR); })
1316      (if (code == EQ_EXPR && !hi)
1317       (ge @0 { lo; }))
1318      (if (code == EQ_EXPR && !lo)
1319       (le @0 { hi; }))
1320      (if (code == NE_EXPR && !hi)
1321       (lt @0 { lo; }))
1322      (if (code == NE_EXPR && !lo)
1323       (gt @0 { hi; }))
1324      (if (GENERIC)
1325       { build_range_check (UNKNOWN_LOCATION, type, @0, code == EQ_EXPR,
1326                            lo, hi); })
1327      (with
1328       {
1329         tree etype = range_check_type (TREE_TYPE (@0));
1330         if (etype)
1331           {
1332             if (! TYPE_UNSIGNED (etype))
1333               etype = unsigned_type_for (etype);
1334             hi = fold_convert (etype, hi);
1335             lo = fold_convert (etype, lo);
1336             hi = const_binop (MINUS_EXPR, etype, hi, lo);
1337           }
1338       }
1339       (if (etype && hi && !TREE_OVERFLOW (hi))
1340        (if (code == EQ_EXPR)
1341         (le (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })
1342         (gt (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })))))))))
1344 /* X + Z < Y + Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1345 (for op (lt le ge gt)
1346  (simplify
1347   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1348   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1349        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1350    (op @0 @1))))
1351 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1352 (for op (eq ne minus)
1353  (simplify
1354   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1355   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1356        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1357            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1358    (op @0 @1))))
1360 /* X - Z < Y - Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1361 (for op (lt le ge gt)
1362  (simplify
1363   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1364   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1365        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1366    (op @0 @1))))
1367 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1368 (for op (eq ne minus)
1369  (simplify
1370   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1371   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1372        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1373            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1374    (op @0 @1))))
1375 /* And for pointers...  */
1376 (for op (simple_comparison)
1377  (simplify
1378   (op (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1379   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1380    (op @0 @1))))
1381 (simplify
1382  (minus (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1383  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1384       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1385   (pointer_diff @0 @1)))
1387 /* Z - X < Z - Y is the same as Y < X when there is no overflow.  */
1388 (for op (lt le ge gt)
1389  (simplify
1390   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1391   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1392        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1393    (op @1 @0))))
1394 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1395 (for op (eq ne minus)
1396  (simplify
1397   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1398   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1399        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1400            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1401    (op @1 @0))))
1402 /* And for pointers...  */
1403 (for op (simple_comparison)
1404  (simplify
1405   (op (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1406   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1407    (op @1 @0))))
1408 (simplify
1409  (minus (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1410  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1411       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1412   (pointer_diff @1 @0)))
1414 /* X + Y < Y is the same as X < 0 when there is no overflow.  */
1415 (for op (lt le gt ge)
1416  (simplify
1417   (op:c (plus:c@2 @0 @1) @1)
1418   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1419        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1420        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || single_use (@2)))
1421    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1422 /* For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1423 (for op (eq ne)
1424  (simplify
1425   (op:c (nop_convert@3 (plus:c@2 @0 (convert1? @1))) (convert2? @1))
1426   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1427        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1428            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1429        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || (single_use (@2) && single_use (@3)))
1430        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@2))
1431        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1)))
1432    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1433  (simplify
1434   (op:c (nop_convert@3 (pointer_plus@2 (convert1? @0) @1)) (convert2? @0))
1435   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0))
1436        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
1437        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || (single_use (@2) && single_use (@3))))
1438    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1440 /* X - Y < X is the same as Y > 0 when there is no overflow.
1441    For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1442 (for op (simple_comparison)
1443  (simplify
1444   (op:c @0 (minus@2 @0 @1))
1445   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1446        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1447            || ((op == EQ_EXPR || op == NE_EXPR)
1448                && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1449        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || single_use (@2)))
1450    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1452 /* Transform:
1453  * (X / Y) == 0 -> X < Y if X, Y are unsigned.
1454  * (X / Y) != 0 -> X >= Y, if X, Y are unsigned.
1455  */
1456 (for cmp (eq ne)
1457      ocmp (lt ge)
1458  (simplify
1459   (cmp (trunc_div @0 @1) integer_zerop)
1460   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1461        && (VECTOR_TYPE_P (type) || !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
1462    (ocmp @0 @1))))
1464 /* X == C - X can never be true if C is odd.  */
1465 (for cmp (eq ne)
1466  (simplify
1467   (cmp:c (convert? @0) (convert1? (minus INTEGER_CST@1 (convert2? @0))))
1468   (if (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1)
1469    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1471 /* Arguments on which one can call get_nonzero_bits to get the bits
1472    possibly set.  */
1473 (match with_possible_nonzero_bits
1474  INTEGER_CST@0)
1475 (match with_possible_nonzero_bits
1476  SSA_NAME@0
1477  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))))
1478 /* Slightly extended version, do not make it recursive to keep it cheap.  */
1479 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1480  with_possible_nonzero_bits@0)
1481 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1482  (bit_and:c with_possible_nonzero_bits@0 @2))
1484 /* Same for bits that are known to be set, but we do not have
1485    an equivalent to get_nonzero_bits yet.  */
1486 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1487  INTEGER_CST@0)
1488 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1489  (bit_ior @1 INTEGER_CST@0))
1491 /* X == C (or X & Z == Y | C) is impossible if ~nonzero(X) & C != 0.  */
1492 (for cmp (eq ne)
1493  (simplify
1494   (cmp:c (with_possible_nonzero_bits2 @0) (with_certain_nonzero_bits2 @1))
1495   (if (wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), get_nonzero_bits (@0)) != 0)
1496    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1498 /* ((X inner_op C0) outer_op C1)
1499    With X being a tree where value_range has reasoned certain bits to always be
1500    zero throughout its computed value range,
1501    inner_op = {|,^}, outer_op = {|,^} and inner_op != outer_op
1502    where zero_mask has 1's for all bits that are sure to be 0 in
1503    and 0's otherwise.
1504    if (inner_op == '^') C0 &= ~C1;
1505    if ((C0 & ~zero_mask) == 0) then emit (X outer_op (C0 outer_op C1)
1506    if ((C1 & ~zero_mask) == 0) then emit (X inner_op (C0 outer_op C1)
1508 (for inner_op (bit_ior bit_xor)
1509      outer_op (bit_xor bit_ior)
1510 (simplify
1511  (outer_op
1512   (inner_op:s @2 INTEGER_CST@0) INTEGER_CST@1)
1513  (with
1514   {
1515     bool fail = false;
1516     wide_int zero_mask_not;
1517     wide_int C0;
1518     wide_int cst_emit;
1520     if (TREE_CODE (@2) == SSA_NAME)
1521       zero_mask_not = get_nonzero_bits (@2);
1522     else
1523       fail = true;
1525     if (inner_op == BIT_XOR_EXPR)
1526       {
1527         C0 = wi::bit_and_not (wi::to_wide (@0), wi::to_wide (@1));
1528         cst_emit = C0 | wi::to_wide (@1);
1529       }
1530     else
1531       {
1532         C0 = wi::to_wide (@0);
1533         cst_emit = C0 ^ wi::to_wide (@1);
1534       }
1535   }
1536   (if (!fail && (C0 & zero_mask_not) == 0)
1537    (outer_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); })
1538    (if (!fail && (wi::to_wide (@1) & zero_mask_not) == 0)
1539     (inner_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); }))))))
1541 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
1542 (simplify
1543   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
1544   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
1546 /* Pattern match
1547      tem1 = (long) ptr1;
1548      tem2 = (long) ptr2;
1549      tem3 = tem2 - tem1;
1550      tem4 = (unsigned long) tem3;
1551      tem5 = ptr1 + tem4;
1552    and produce
1553      tem5 = ptr2;  */
1554 (simplify
1555   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
1556   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
1557   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
1558        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1559             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
1560    @1))
1561 (simplify
1562   (pointer_plus @0 (convert?@2 (pointer_diff@3 @1 @@0)))
1563   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
1564    (convert @1)))
1566 /* Pattern match
1567      tem = (sizetype) ptr;
1568      tem = tem & algn;
1569      tem = -tem;
1570      ... = ptr p+ tem;
1571    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
1572      ... = ptr & ~algn;  */
1573 (simplify
1574   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
1575   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), ~wi::to_wide (@1)); }
1576    (bit_and @0 { algn; })))
1578 /* Try folding difference of addresses.  */
1579 (simplify
1580  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
1581  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1582   (with { poly_int64 diff; }
1583    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1584     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1585 (simplify
1586  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
1587  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1588   (with { poly_int64 diff; }
1589    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1590     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1591 (simplify
1592  (pointer_diff (convert?@2 ADDR_EXPR@0) (convert?@3 @1))
1593  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
1594       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
1595   (with { poly_int64 diff; }
1596    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1597     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1598 (simplify
1599  (pointer_diff (convert?@2 @0) (convert?@3 ADDR_EXPR@1))
1600  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
1601       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
1602   (with { poly_int64 diff; }
1603    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1604     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1606 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
1607    be able to fold this expression using the object or function's
1608    alignment.  */
1609 (simplify
1610  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
1611  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1612       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1613   (with
1614    {
1615      unsigned int align;
1616      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
1617      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
1618    }
1619    (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), align / BITS_PER_UNIT))
1620     { wide_int_to_tree (type, (wi::to_wide (@1)
1621                                & (bitpos / BITS_PER_UNIT))); }))))
1624 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
1625 (if (!TYPE_SATURATING (type))
1627  /* Contract negates.  */
1628  /* A + (-B) -> A - B */
1629  (simplify
1630   (plus:c @0 (convert? (negate @1)))
1631   /* Apply STRIP_NOPS on the negate.  */
1632   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1633        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1634    (with
1635     {
1636      tree t1 = type;
1637      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1638          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
1639        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
1640     }
1641     (convert (minus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
1642  /* A - (-B) -> A + B */
1643  (simplify
1644   (minus @0 (convert? (negate @1)))
1645   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1646        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1647    (with
1648     {
1649      tree t1 = type;
1650      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1651          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
1652        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
1653     }
1654     (convert (plus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
1655  /* -(T)(-A) -> (T)A
1656     Sign-extension is ok except for INT_MIN, which thankfully cannot
1657     happen without overflow.  */
1658  (simplify
1659   (negate (convert (negate @1)))
1660   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1661        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
1662            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
1663                && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
1664        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1665        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
1666    (convert @1)))
1667  (simplify
1668   (negate (convert negate_expr_p@1))
1669   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
1670        && ((DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type)
1671             == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1672             && TYPE_PRECISION (type) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
1673            || !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)))
1674    (convert (negate @1))))
1675  (simplify
1676   (negate (nop_convert (negate @1)))
1677   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1678        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
1679    (view_convert @1)))
1681  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
1682     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
1683  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
1684       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1686   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
1687      irrespective of overflow issues.  */
1688   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
1689   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
1690   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
1691   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
1692   (simplify
1693     (minus (plus:c @0 @1) @0)
1694     @1)
1695   (simplify
1696     (minus (minus @0 @1) @0)
1697     (negate @1))
1698   (simplify
1699     (plus:c (minus @0 @1) @1)
1700     @0)
1701   (simplify
1702    (minus @0 (plus:c @0 @1))
1703    (negate @1))
1704   (simplify
1705    (minus @0 (minus @0 @1))
1706    @1)
1707   /* (A +- B) + (C - A)   -> C +- B */
1708   /* (A +  B) - (A - C)   -> B + C */
1709   /* More cases are handled with comparisons.  */
1710   (simplify
1711    (plus:c (plus:c @0 @1) (minus @2 @0))
1712    (plus @2 @1))
1713   (simplify
1714    (plus:c (minus @0 @1) (minus @2 @0))
1715    (minus @2 @1))
1716   (simplify
1717    (plus:c (pointer_diff @0 @1) (pointer_diff @2 @0))
1718    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1719         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0)))
1720     (pointer_diff @2 @1)))
1721   (simplify
1722    (minus (plus:c @0 @1) (minus @0 @2))
1723    (plus @1 @2))
1725   /* (A +- CST1) +- CST2 -> A + CST3
1726      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
1727      scalars.  */
1728   (for outer_op (plus minus)
1729    (for inner_op (plus minus)
1730         neg_inner_op (minus plus)
1731     (simplify
1732      (outer_op (nop_convert (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1))
1733                CONSTANT_CLASS_P@2)
1734      /* If one of the types wraps, use that one.  */
1735      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1736       /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
1737          forever if something doesn't simplify into a constant.  */
1738       (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1739        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
1740         (plus (view_convert @0) (inner_op @2 (view_convert @1)))
1741         (minus (view_convert @0) (neg_inner_op @2 (view_convert @1)))))
1742       (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1743            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1744        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
1745         (view_convert (plus @0 (inner_op (view_convert @2) @1)))
1746         (view_convert (minus @0 (neg_inner_op (view_convert @2) @1))))
1747        /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
1748           directly as we would introduce undefined overflow, for example
1749           with (a - 1) + INT_MIN.  */
1750        (if (types_match (type, @0))
1751         (with { tree cst = const_binop (outer_op == inner_op
1752                                         ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR,
1753                                         type, @1, @2); }
1754          (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1755           (inner_op @0 { cst; } )
1756           /* X+INT_MAX+1 is X-INT_MIN.  */
1757           (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && cst
1758                && wi::to_wide (cst) == wi::min_value (type))
1759            (neg_inner_op @0 { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (cst)); })
1760            /* Last resort, use some unsigned type.  */
1761            (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1762             (view_convert (inner_op
1763                            (view_convert:utype @0)
1764                            (view_convert:utype
1765                             { drop_tree_overflow (cst); })))))))))))))
1767   /* (CST1 - A) +- CST2 -> CST3 - A  */
1768   (for outer_op (plus minus)
1769    (simplify
1770     (outer_op (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0) CONSTANT_CLASS_P@2)
1771     (with { tree cst = const_binop (outer_op, type, @1, @2); }
1772      (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1773       (minus { cst; } @0)))))
1775   /* CST1 - (CST2 - A) -> CST3 + A  */
1776   (simplify
1777    (minus CONSTANT_CLASS_P@1 (minus CONSTANT_CLASS_P@2 @0))
1778    (with { tree cst = const_binop (MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
1779     (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1780      (plus { cst; } @0))))
1782   /* ~A + A -> -1 */
1783   (simplify
1784    (plus:c (bit_not @0) @0)
1785    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
1786     { build_all_ones_cst (type); }))
1788   /* ~A + 1 -> -A */
1789   (simplify
1790    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
1791    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1792     (negate (convert @0))))
1794   /* -A - 1 -> ~A */
1795   (simplify
1796    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
1797    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1798         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1799     (bit_not (convert @0))))
1801   /* -1 - A -> ~A */
1802   (simplify
1803    (minus integer_all_onesp @0)
1804    (bit_not @0))
1806   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
1807   (simplify
1808    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
1809     (convert? @0))
1810    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1811         /* For integer types, if A has a smaller type
1812            than T the result depends on the possible
1813            overflow in P + A.
1814            E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1815            However, if an overflow in P + A would cause
1816            undefined behavior, we can assume that there
1817            is no overflow.  */
1818         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1819             && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
1820     (convert @1)))
1821   (simplify
1822    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
1823     (convert @0))
1824    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1825         /* For pointer types, if the conversion of A to the
1826            final type requires a sign- or zero-extension,
1827            then we have to punt - it is not defined which
1828            one is correct.  */
1829         || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1830             && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1831             && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
1832     (convert @1)))
1833    (simplify
1834     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) @0)
1835     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
1836        thus sign-extended if necessary.  */
1837     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
1838      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
1839         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
1840         we don't want to diagnose overflow here.  */
1841      (convert (view_convert:stype @1))))
1843   /* (T)P - (T)(P + A) -> -(T) A */
1844   (simplify
1845    (minus (convert? @0)
1846     (convert (plus:c @@0 @1)))
1847    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1848         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1849         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1850     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1851      (convert (negate (convert:utype @1))))
1852     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1853          /* For integer types, if A has a smaller type
1854             than T the result depends on the possible
1855             overflow in P + A.
1856             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1857             However, if an overflow in P + A would cause
1858             undefined behavior, we can assume that there
1859             is no overflow.  */
1860          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1861              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
1862      (negate (convert @1)))))
1863   (simplify
1864    (minus (convert @0)
1865     (convert (pointer_plus @@0 @1)))
1866    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1867         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1868         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1869     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1870      (convert (negate (convert:utype @1))))
1871     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1872          /* For pointer types, if the conversion of A to the
1873             final type requires a sign- or zero-extension,
1874             then we have to punt - it is not defined which
1875             one is correct.  */
1876          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1877              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1878              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
1879      (negate (convert @1)))))
1880    (simplify
1881     (pointer_diff @0 (pointer_plus @@0 @1))
1882     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
1883        thus sign-extended if necessary.  */
1884     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
1885      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
1886         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
1887         we don't want to diagnose overflow here.  */
1888      (negate (convert (view_convert:stype @1)))))
1890   /* (T)(P + A) - (T)(P + B) -> (T)A - (T)B */
1891   (simplify
1892    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
1893     (convert (plus:c @0 @2)))
1894    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1895         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1896         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1897         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2)))
1898     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1899      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
1900     (if (((element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1901           == (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2))))
1902          && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1903              /* For integer types, if A has a smaller type
1904                 than T the result depends on the possible
1905                 overflow in P + A.
1906                 E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1907                 However, if an overflow in P + A would cause
1908                 undefined behavior, we can assume that there
1909                 is no overflow.  */
1910              || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1911                  && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1912                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))
1913                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@2)))))
1914      (minus (convert @1) (convert @2)))))
1915   (simplify
1916    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
1917     (convert (pointer_plus @0 @2)))
1918    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1919         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1920         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1921     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1922      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
1923     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1924          /* For pointer types, if the conversion of A to the
1925             final type requires a sign- or zero-extension,
1926             then we have to punt - it is not defined which
1927             one is correct.  */
1928          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1929              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1930              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0
1931              && TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST
1932              && tree_int_cst_sign_bit (@2) == 0))
1933      (minus (convert @1) (convert @2)))))
1934    (simplify
1935     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) (pointer_plus @0 @2))
1936     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
1937        thus sign-extended if necessary.  */
1938     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
1939      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
1940         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
1941         we don't want to diagnose overflow here.  */
1942      (minus (convert (view_convert:stype @1))
1943             (convert (view_convert:stype @2)))))))
1945 /* (A * C) +- (B * C) -> (A+-B) * C and (A * C) +- A -> A * (C+-1).
1946     Modeled after fold_plusminus_mult_expr.  */
1947 (if (!TYPE_SATURATING (type)
1948      && (!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math))
1949  (for plusminus (plus minus)
1950   (simplify
1951    (plusminus (mult:cs@3 @0 @1) (mult:cs@4 @0 @2))
1952    (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
1953          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
1954          || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1955              && tree_expr_nonzero_p (@0)
1956              && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
1957         /* If @1 +- @2 is constant require a hard single-use on either
1958            original operand (but not on both).  */
1959         && (single_use (@3) || single_use (@4)))
1960     (mult (plusminus @1 @2) @0)))
1961   /* We cannot generate constant 1 for fract.  */
1962   (if (!ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
1963    (simplify
1964     (plusminus @0 (mult:c@3 @0 @2))
1965     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
1966           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
1967           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1968               && tree_expr_nonzero_p (@0)
1969               && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
1970          && single_use (@3))
1971      (mult (plusminus { build_one_cst (type); } @2) @0)))
1972    (simplify
1973     (plusminus (mult:c@3 @0 @2) @0)
1974     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
1975           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
1976           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1977               && tree_expr_nonzero_p (@0)
1978               && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
1979          && single_use (@3))
1980      (mult (plusminus @2 { build_one_cst (type); }) @0))))))
1982 /* Simplifications of MIN_EXPR, MAX_EXPR, fmin() and fmax().  */
1984 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
1985  (simplify
1986   (minmax @0 @0)
1987   @0))
1988 /* min(max(x,y),y) -> y.  */
1989 (simplify
1990  (min:c (max:c @0 @1) @1)
1991  @1)
1992 /* max(min(x,y),y) -> y.  */
1993 (simplify
1994  (max:c (min:c @0 @1) @1)
1995  @1)
1996 /* max(a,-a) -> abs(a).  */
1997 (simplify
1998  (max:c @0 (negate @0))
1999  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2000       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2001           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2002   (abs @0)))
2003 /* min(a,-a) -> -abs(a).  */
2004 (simplify
2005  (min:c @0 (negate @0))
2006  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2007       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2008           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2009   (negate (abs @0))))
2010 (simplify
2011  (min @0 @1)
2012  (switch
2013   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2014        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2015        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2016    @1)
2017   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2018        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2019        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2020    @0)))
2021 (simplify
2022  (max @0 @1)
2023  (switch
2024   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2025        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2026        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2027    @1)
2028   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2029        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2030        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2031    @0)))
2033 /* max (a, a + CST) -> a + CST where CST is positive.  */
2034 /* max (a, a + CST) -> a where CST is negative.  */
2035 (simplify
2036  (max:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2037   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2038    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2039     @2
2040     @0)))
2042 /* min (a, a + CST) -> a where CST is positive.  */
2043 /* min (a, a + CST) -> a + CST where CST is negative. */
2044 (simplify
2045  (min:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2046   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2047    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2048     @0
2049     @2)))
2051 /* (convert (minmax ((convert (x) c)))) -> minmax (x c) if x is promoted
2052    and the outer convert demotes the expression back to x's type.  */
2053 (for minmax (min max)
2054  (simplify
2055   (convert (minmax@0 (convert @1) INTEGER_CST@2))
2056   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2057        && types_match (@1, type) && int_fits_type_p (@2, type)
2058        && TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIGN (type)
2059        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type))
2060    (minmax @1 (convert @2)))))
2062 (for minmax (FMIN_ALL FMAX_ALL)
2063  /* If either argument is NaN, return the other one.  Avoid the
2064     transformation if we get (and honor) a signalling NaN.  */
2065  (simplify
2066   (minmax:c @0 REAL_CST@1)
2067   (if (real_isnan (TREE_REAL_CST_PTR (@1))
2068        && (!HONOR_SNANS (@1) || !TREE_REAL_CST (@1).signalling))
2069    @0)))
2070 /* Convert fmin/fmax to MIN_EXPR/MAX_EXPR.  C99 requires these
2071    functions to return the numeric arg if the other one is NaN.
2072    MIN and MAX don't honor that, so only transform if -ffinite-math-only
2073    is set.  C99 doesn't require -0.0 to be handled, so we don't have to
2074    worry about it either.  */
2075 (if (flag_finite_math_only)
2076  (simplify
2077   (FMIN_ALL @0 @1)
2078   (min @0 @1))
2079  (simplify
2080   (FMAX_ALL @0 @1)
2081   (max @0 @1)))
2082 /* min (-A, -B) -> -max (A, B)  */
2083 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
2084      maxmin (max min FMAX_ALL FMIN_ALL)
2085  (simplify
2086   (minmax (negate:s@2 @0) (negate:s@3 @1))
2087   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2088        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2089            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
2090    (negate (maxmin @0 @1)))))
2091 /* MIN (~X, ~Y) -> ~MAX (X, Y)
2092    MAX (~X, ~Y) -> ~MIN (X, Y)  */
2093 (for minmax (min max)
2094  maxmin (max min)
2095  (simplify
2096   (minmax (bit_not:s@2 @0) (bit_not:s@3 @1))
2097   (bit_not (maxmin @0 @1))))
2099 /* MIN (X, Y) == X -> X <= Y  */
2100 (for minmax (min min max max)
2101      cmp    (eq  ne  eq  ne )
2102      out    (le  gt  ge  lt )
2103  (simplify
2104   (cmp:c (minmax:c @0 @1) @0)
2105   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2106    (out @0 @1))))
2107 /* MIN (X, 5) == 0 -> X == 0
2108    MIN (X, 5) == 7 -> false  */
2109 (for cmp (eq ne)
2110  (simplify
2111   (cmp (min @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2112   (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2113                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2114    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2115    (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2116                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2117     (cmp @0 @2)))))
2118 (for cmp (eq ne)
2119  (simplify
2120   (cmp (max @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2121   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2122                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2123    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2124    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2125                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2126     (cmp @0 @2)))))
2127 /* MIN (X, C1) < C2 -> X < C2 || C1 < C2  */
2128 (for minmax (min     min     max     max     min     min     max     max    )
2129      cmp    (lt      le      gt      ge      gt      ge      lt      le     )
2130      comb   (bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior bit_and bit_and bit_and bit_and)
2131  (simplify
2132   (cmp (minmax @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2133   (comb (cmp @0 @2) (cmp @1 @2))))
2135 /* Simplifications of shift and rotates.  */
2137 (for rotate (lrotate rrotate)
2138  (simplify
2139   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
2140   @0))
2142 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
2143 (simplify
2144  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
2145  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
2146       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
2147   @0))
2149 /* Optimize (x >> c) << c into x & (-1<<c).  */
2150 (simplify
2151  (lshift (rshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
2152  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type)))
2153   (bit_and @0 (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2155 /* Optimize (x << c) >> c into x & ((unsigned)-1 >> c) for unsigned
2156    types.  */
2157 (simplify
2158  (rshift (lshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
2159  (if (TYPE_UNSIGNED (type)
2160       && (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))))
2161   (bit_and @0 (rshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2163 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
2164  (simplify
2165   (shiftrotate @0 integer_zerop)
2166   (non_lvalue @0))
2167  (simplify
2168   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
2169   @0)
2170  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
2171     if vector2 is uniform.  */
2172  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
2173   (simplify
2174    (shiftrotate @0 vec@1)
2175    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
2176     (if (tem)
2177      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
2179 /* Simplify X << Y where Y's low width bits are 0 to X, as only valid
2180    Y is 0.  Similarly for X >> Y.  */
2181 #if GIMPLE
2182 (for shift (lshift rshift)
2183  (simplify
2184   (shift @0 SSA_NAME@1)
2185    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2186     (with {
2187       int width = ceil_log2 (element_precision (TREE_TYPE (@0)));
2188       int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
2189      }
2190      (if ((get_nonzero_bits (@1) & wi::mask (width, false, prec)) == 0)
2191       @0)))))
2192 #endif
2194 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
2195    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
2196 (simplify
2197  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
2198  (rrotate @0 { const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
2199                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
2200                                            element_precision (type)), @1); }))
2202 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
2203 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
2204  (simplify
2205   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2206   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
2207    (if (wi::ge_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
2208         && wi::lt_p (wi::to_wide (@1), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
2209         && wi::ge_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
2210         && wi::lt_p (wi::to_wide (@2), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
2211     (with { unsigned int low = (tree_to_uhwi (@1)
2212                                 + tree_to_uhwi (@2)); }
2213      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
2214         being well defined.  */
2215      (if (low >= prec)
2216       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
2217        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); })
2218        (if (TYPE_UNSIGNED (type) || op == LSHIFT_EXPR)
2219         { build_zero_cst (type); }
2220         (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); })))
2221       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); })))))))
2224 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
2225    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
2226 (for cmp (ne eq)
2227      icmp (eq ne)
2228  (simplify
2229   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
2230   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
2232 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
2233    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
2234    if CST2 != 0.  */
2235 (for cmp (ne eq)
2236  (simplify
2237   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
2238   (with { int cand = wi::ctz (wi::to_wide (@2)) - wi::ctz (wi::to_wide (@0)); }
2239    (if (cand < 0
2240         || (!integer_zerop (@2)
2241             && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) != wi::to_wide (@2)))
2242     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2243     (if (!integer_zerop (@2)
2244          && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) == wi::to_wide (@2))
2245      (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); }))))))
2247 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
2248         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
2249    if the new mask might be further optimized.  */
2250 (for shift (lshift rshift)
2251  (simplify
2252   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
2253            INTEGER_CST@2)
2254    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
2255         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
2256         && tree_fits_uhwi_p (@1)
2257         && tree_to_uhwi (@1) > 0
2258         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
2259     (with
2260      {
2261        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
2262        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
2263        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
2264        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
2265        unsigned int prec;
2267        if (shift == LSHIFT_EXPR)
2268          zerobits = ((HOST_WIDE_INT_1U << shiftc) - 1);
2269        else if (shift == RSHIFT_EXPR
2270                 && type_has_mode_precision_p (shift_type))
2271          {
2272            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
2273            tree arg00 = @0;
2274            /* See if more bits can be proven as zero because of
2275               zero extension.  */
2276            if (@3 != @0
2277                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
2278              {
2279                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
2280                if (type_has_mode_precision_p (inner_type)
2281                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
2282                  {
2283                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
2284                    /* See if we can shorten the right shift.  */
2285                    if (shiftc < prec)
2286                      shift_type = inner_type;
2287                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
2288                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
2289                       is all ones.  */
2290                  }
2291              }
2292            zerobits = HOST_WIDE_INT_M1U;
2293            if (shiftc < prec)
2294              {
2295                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
2296                zerobits <<= prec - shiftc;
2297              }
2298            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
2299               can contain actually sign bits, so no transformation is
2300               possible, unless MASK masks them all away.  In that
2301               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
2302            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
2303                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
2304              {
2305                if ((mask & zerobits) == 0)
2306                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
2307                else
2308                  zerobits = 0;
2309              }
2310          }
2311      }
2312      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
2313      (if ((mask & zerobits) == mask)
2314       { build_int_cst (type, 0); }
2315       (with { newmask = mask | zerobits; }
2316        (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
2317         (with
2318          {
2319            /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
2320               mode's mask.  */
2321            for (prec = BITS_PER_UNIT;
2322                 prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
2323              if (newmask == (HOST_WIDE_INT_1U << prec) - 1)
2324                break;
2325          }
2326          (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
2327               || newmask == HOST_WIDE_INT_M1U)
2328           (with
2329            { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
2330            (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
2331             (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
2332              (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; })
2333              (bit_and @4 { newmaskt; })))))))))))))
2335 /* Fold (X {&,^,|} C2) << C1 into (X << C1) {&,^,|} (C2 << C1)
2336    (X {&,^,|} C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
2337 (for shift (lshift rshift)
2338  (for bit_op (bit_and bit_xor bit_ior)
2339   (simplify
2340    (shift (convert?:s (bit_op:s @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
2341    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2342     (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
2343      (bit_op (shift (convert @0) @1) { mask; }))))))
2345 /* ~(~X >> Y) -> X >> Y (for arithmetic shift).  */
2346 (simplify
2347  (bit_not (convert1?:s (rshift:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
2348   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2349        && (element_precision (TREE_TYPE (@0))
2350            <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2351            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))))
2352    (with
2353     { tree shift_type = TREE_TYPE (@0); }
2354      (convert (rshift (convert:shift_type @1) @2)))))
2356 /* ~(~X >>r Y) -> X >>r Y
2357    ~(~X <<r Y) -> X <<r Y */
2358 (for rotate (lrotate rrotate)
2359  (simplify
2360   (bit_not (convert1?:s (rotate:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
2361    (if ((element_precision (TREE_TYPE (@0))
2362          <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2363          || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
2364         && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
2365             || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
2366     (with
2367      { tree rotate_type = TREE_TYPE (@0); }
2368       (convert (rotate (convert:rotate_type @1) @2))))))
2370 /* Simplifications of conversions.  */
2372 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
2373 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
2374  (simplify
2375   (cvt @0)
2376   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2377        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
2378    @0)))
2380 /* Contract view-conversions.  */
2381 (simplify
2382   (view_convert (view_convert @0))
2383   (view_convert @0))
2385 /* For integral conversions with the same precision or pointer
2386    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
2387 (simplify
2388   (view_convert @0)
2389   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
2390        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2391        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
2392    (convert @0)))
2394 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size, or
2395    zero-extend while keeping the same size (for bool-to-char).  */
2396 (simplify
2397   (view_convert (convert@0 @1))
2398   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2399        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2400        && TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))
2401        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2402            || (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2403                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))))
2404    (view_convert @1)))
2406 /* Re-association barriers around constants and other re-association
2407    barriers can be removed.  */
2408 (simplify
2409  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
2410  @0)
2411 (simplify
2412  (paren (paren@1 @0))
2413  @1)
2415 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
2416 (for ocvt (convert float fix_trunc)
2417  (for icvt (convert float)
2418   (simplify
2419    (ocvt (icvt@1 @0))
2420    (with
2421     {
2422       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
2423       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
2424       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
2425       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
2426       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
2427       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
2428       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
2429       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
2430       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
2431       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
2432       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
2433       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
2434       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
2435       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
2436       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
2437       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
2438       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
2439       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
2440       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
2441       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
2442     }
2443    (switch
2444     /* In addition to the cases of two conversions in a row
2445        handled below, if we are converting something to its own
2446        type via an object of identical or wider precision, neither
2447        conversion is needed.  */
2448     (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
2449           || (GENERIC
2450               && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
2451          && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
2452              || (inter_float && final_float))
2453          && inter_prec >= final_prec)
2454      (ocvt @0))
2456     /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
2457        float or both integer, we don't need the middle conversion if the
2458        former is wider than the latter and doesn't change the signedness
2459        (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
2460        then we sometimes need the middle conversion.  */
2461     (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
2462          && (final_int || final_float)
2463          && inter_prec >= inside_prec
2464          && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp))
2465      (ocvt @0))
2467     /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
2468        replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
2469        final conversion does not change precision we can drop the
2470        intermediate conversion.  */
2471     (if (inside_int && inter_int && final_int
2472          && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
2473               && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
2474              || final_prec == inter_prec))
2475      (ocvt @0))
2477     /* Two conversions in a row are not needed unless:
2478         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
2479         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
2480         - the intermediate type is narrower than both initial and
2481           final, or
2482         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
2483           and the outermost type is wider than the intermediate, or
2484         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
2485           intermediate and final types differ, or
2486         - the final type is a pointer type and the precisions of the
2487           initial and intermediate types differ.  */
2488     (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
2489          && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
2490          && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
2491          && ! (inside_int && inter_int
2492                && inter_unsignedp != inside_unsignedp
2493                && inter_prec < final_prec)
2494          && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
2495              == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
2496          && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
2497          && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec))
2498      (ocvt @0))
2500     /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
2501        canonicalized as bitwise and of a mask.  */
2502     (if (GIMPLE /* PR70366: doing this in GENERIC breaks -Wconversion.  */
2503          && final_int && inter_int && inside_int
2504          && final_prec == inside_prec
2505          && final_prec > inter_prec
2506          && inter_unsignedp)
2507      (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
2508                               (inside_type,
2509                                wi::mask (inter_prec, false,
2510                                          TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
2512     /* If we are converting an integer to a floating-point that can
2513        represent it exactly and back to an integer, we can skip the
2514        floating-point conversion.  */
2515     (if (GIMPLE /* PR66211 */
2516          && inside_int && inter_float && final_int &&
2517          (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
2518          >= inside_prec - !inside_unsignedp)
2519      (convert @0)))))))
2521 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
2522    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
2523    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
2524 (simplify
2525   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
2526   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2527        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2528        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2529        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
2530                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
2531    (convert @0)))
2534 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
2535 (simplify
2536   (mult (convert1? (exact_div @0 @@1)) (convert2? @1))
2537   (convert @0))
2539 /* Canonicalization of binary operations.  */
2541 /* Convert X + -C into X - C.  */
2542 (simplify
2543  (plus @0 REAL_CST@1)
2544  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
2545   (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); }
2546    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
2547     (minus @0 { tem; })))))
2549 /* Convert x+x into x*2.  */
2550 (simplify
2551  (plus @0 @0)
2552  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
2553   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })
2554   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
2555    (mult @0 { build_int_cst (type, 2); }))))
2557 /* 0 - X  ->  -X.  */
2558 (simplify
2559  (minus integer_zerop @1)
2560  (negate @1))
2561 (simplify
2562  (pointer_diff integer_zerop @1)
2563  (negate (convert @1)))
2565 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
2566    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
2567    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
2568 (simplify
2569  (minus real_zerop@0 @1)
2570  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
2571   (negate @1)))
2573 /* Transform x * -1 into -x.  */
2574 (simplify
2575  (mult @0 integer_minus_onep)
2576  (negate @0))
2578 /* Reassociate (X * CST) * Y to (X * Y) * CST.  This does not introduce
2579    signed overflow for CST != 0 && CST != -1.  */
2580 (simplify
2581  (mult:c (mult:s@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
2582  (if (TREE_CODE (@2) != INTEGER_CST
2583       && single_use (@3)
2584       && !integer_zerop (@1) && !integer_minus_onep (@1))
2585   (mult (mult @0 @2) @1)))
2587 /* True if we can easily extract the real and imaginary parts of a complex
2588    number.  */
2589 (match compositional_complex
2590  (convert? (complex @0 @1)))
2592 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
2593 (simplify
2594  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
2595  @0)
2596 (simplify
2597  (realpart (complex @0 @1))
2598  @0)
2599 (simplify
2600  (imagpart (complex @0 @1))
2601  @1)
2603 /* Sometimes we only care about half of a complex expression.  */
2604 (simplify
2605  (realpart (convert?:s (conj:s @0)))
2606  (convert (realpart @0)))
2607 (simplify
2608  (imagpart (convert?:s (conj:s @0)))
2609  (convert (negate (imagpart @0))))
2610 (for part (realpart imagpart)
2611  (for op (plus minus)
2612   (simplify
2613    (part (convert?:s@2 (op:s @0 @1)))
2614    (convert (op (part @0) (part @1))))))
2615 (simplify
2616  (realpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
2617  (convert (COS @0)))
2618 (simplify
2619  (imagpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
2620  (convert (SIN @0)))
2622 /* conj(conj(x)) -> x  */
2623 (simplify
2624  (conj (convert? (conj @0)))
2625  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type))
2626   (convert @0)))
2628 /* conj({x,y}) -> {x,-y}  */
2629 (simplify
2630  (conj (convert?:s (complex:s @0 @1)))
2631  (with { tree itype = TREE_TYPE (type); }
2632   (complex (convert:itype @0) (negate (convert:itype @1)))))
2634 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
2635 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
2636  (simplify
2637   (bswap (bswap @0))
2638   @0)
2639  (simplify
2640   (bswap (bit_not (bswap @0)))
2641   (bit_not @0))
2642  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
2643   (simplify
2644    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
2645    (bitop @0 (bswap @1)))))
2648 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
2650 /* Simplify constant conditions.
2651    Only optimize constant conditions when the selected branch
2652    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
2653    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
2654    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
2655    this one as we depend on doing this transform before possibly
2656    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
2657    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
2658    genmatch cannot handle.  */
2659 (simplify
2660  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
2661  (if (integer_zerop (@0))
2662   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)) || VOID_TYPE_P (type))
2663    @2)
2664   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || VOID_TYPE_P (type))
2665    @1)))
2666 (simplify
2667  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
2668  (if (integer_all_onesp (@0))
2669   @1
2670   (if (integer_zerop (@0))
2671    @2)))
2673 /* Simplification moved from fold_cond_expr_with_comparison.  It may also
2674    be extended.  */
2675 /* This pattern implements two kinds simplification:
2677    Case 1)
2678    (cond (cmp (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (minmax (x c)) if:
2679      1) Conversions are type widening from smaller type.
2680      2) Const c1 equals to c2 after canonicalizing comparison.
2681      3) Comparison has tree code LT, LE, GT or GE.
2682    This specific pattern is needed when (cmp (convert x) c) may not
2683    be simplified by comparison patterns because of multiple uses of
2684    x.  It also makes sense here because simplifying across multiple
2685    referred var is always benefitial for complicated cases.
2687    Case 2)
2688    (cond (eq (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (cond (eq x c1) c1 c2).  */
2689 (for cmp (lt le gt ge eq)
2690  (simplify
2691   (cond (cmp (convert1? @1) INTEGER_CST@3) (convert2? @1) INTEGER_CST@2)
2692   (with
2693    {
2694      tree from_type = TREE_TYPE (@1);
2695      tree c1_type = TREE_TYPE (@3), c2_type = TREE_TYPE (@2);
2696      enum tree_code code = ERROR_MARK;
2698      if (INTEGRAL_TYPE_P (from_type)
2699          && int_fits_type_p (@2, from_type)
2700          && (types_match (c1_type, from_type)
2701              || (TYPE_PRECISION (c1_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
2702                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
2703                      || TYPE_SIGN (c1_type) == TYPE_SIGN (from_type))))
2704          && (types_match (c2_type, from_type)
2705              || (TYPE_PRECISION (c2_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
2706                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
2707                      || TYPE_SIGN (c2_type) == TYPE_SIGN (from_type)))))
2708        {
2709          if (cmp != EQ_EXPR)
2710            {
2711              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) - 1))
2712                {
2713                  /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
2714                  if (cmp == LE_EXPR)
2715                    code = LT_EXPR;
2716                  /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
2717                  if (cmp == GT_EXPR)
2718                    code = GE_EXPR;
2719                }
2720              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) + 1))
2721                {
2722                  /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
2723                  if (cmp == LT_EXPR)
2724                    code = LE_EXPR;
2725                  /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
2726                  if (cmp == GE_EXPR)
2727                    code = GT_EXPR;
2728                }
2729              if (code != ERROR_MARK
2730                  || wi::to_widest (@2) == wi::to_widest (@3))
2731                {
2732                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
2733                    code = MIN_EXPR;
2734                  if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
2735                    code = MAX_EXPR;
2736                }
2737            }
2738          /* Can do A == C1 ? A : C2  ->  A == C1 ? C1 : C2?  */
2739          else if (int_fits_type_p (@3, from_type))
2740            code = EQ_EXPR;
2741        }
2742    }
2743    (if (code == MAX_EXPR)
2744     (convert (max @1 (convert @2)))
2745     (if (code == MIN_EXPR)
2746      (convert (min @1 (convert @2)))
2747      (if (code == EQ_EXPR)
2748       (convert (cond (eq @1 (convert @3))
2749                      (convert:from_type @3) (convert:from_type @2)))))))))
2751 /* (cond (cmp (convert? x) c1) (op x c2) c3) -> (op (minmax x c1) c2) if:
2753      1) OP is PLUS or MINUS.
2754      2) CMP is LT, LE, GT or GE.
2755      3) C3 == (C1 op C2), and computation doesn't have undefined behavior.
2757    This pattern also handles special cases like:
2759      A) Operand x is a unsigned to signed type conversion and c1 is
2760         integer zero.  In this case,
2761           (signed type)x  < 0  <=>  x  > MAX_VAL(signed type)
2762           (signed type)x >= 0  <=>  x <= MAX_VAL(signed type)
2763      B) Const c1 may not equal to (C3 op' C2).  In this case we also
2764         check equality for (c1+1) and (c1-1) by adjusting comparison
2765         code.
2767    TODO: Though signed type is handled by this pattern, it cannot be
2768    simplified at the moment because C standard requires additional
2769    type promotion.  In order to match&simplify it here, the IR needs
2770    to be cleaned up by other optimizers, i.e, VRP.  */
2771 (for op (plus minus)
2772  (for cmp (lt le gt ge)
2773   (simplify
2774    (cond (cmp (convert? @X) INTEGER_CST@1) (op @X INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
2775    (with { tree from_type = TREE_TYPE (@X), to_type = TREE_TYPE (@1); }
2776     (if (types_match (from_type, to_type)
2777          /* Check if it is special case A).  */
2778          || (TYPE_UNSIGNED (from_type)
2779              && !TYPE_UNSIGNED (to_type)
2780              && TYPE_PRECISION (from_type) == TYPE_PRECISION (to_type)
2781              && integer_zerop (@1)
2782              && (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)))
2783      (with
2784       {
2785         bool overflow = false;
2786         enum tree_code code, cmp_code = cmp;
2787         wide_int real_c1;
2788         wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
2789         wide_int c2 = wi::to_wide (@2);
2790         wide_int c3 = wi::to_wide (@3);
2791         signop sgn = TYPE_SIGN (from_type);
2793         /* Handle special case A), given x of unsigned type:
2794             ((signed type)x  < 0) <=> (x  > MAX_VAL(signed type))
2795             ((signed type)x >= 0) <=> (x <= MAX_VAL(signed type))  */
2796         if (!types_match (from_type, to_type))
2797           {
2798             if (cmp_code == LT_EXPR)
2799               cmp_code = GT_EXPR;
2800             if (cmp_code == GE_EXPR)
2801               cmp_code = LE_EXPR;
2802             c1 = wi::max_value (to_type);
2803           }
2804         /* To simplify this pattern, we require c3 = (c1 op c2).  Here we
2805            compute (c3 op' c2) and check if it equals to c1 with op' being
2806            the inverted operator of op.  Make sure overflow doesn't happen
2807            if it is undefined.  */
2808         if (op == PLUS_EXPR)
2809           real_c1 = wi::sub (c3, c2, sgn, &overflow);
2810         else
2811           real_c1 = wi::add (c3, c2, sgn, &overflow);
2813         code = cmp_code;
2814         if (!overflow || !TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (from_type))
2815           {
2816             /* Check if c1 equals to real_c1.  Boundary condition is handled
2817                by adjusting comparison operation if necessary.  */
2818             if (!wi::cmp (wi::sub (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
2819                 && !overflow)
2820               {
2821                 /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
2822                 if (cmp_code == LE_EXPR)
2823                   code = LT_EXPR;
2824                 /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
2825                 if (cmp_code == GT_EXPR)
2826                   code = GE_EXPR;
2827               }
2828             if (!wi::cmp (wi::add (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
2829                 && !overflow)
2830               {
2831                 /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
2832                 if (cmp_code == LT_EXPR)
2833                   code = LE_EXPR;
2834                 /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
2835                 if (cmp_code == GE_EXPR)
2836                   code = GT_EXPR;
2837               }
2838             if (code != cmp_code || !wi::cmp (real_c1, c1, sgn))
2839               {
2840                 if (cmp_code == LT_EXPR || cmp_code == LE_EXPR)
2841                   code = MIN_EXPR;
2842                 if (cmp_code == GT_EXPR || cmp_code == GE_EXPR)
2843                   code = MAX_EXPR;
2844               }
2845           }
2846       }
2847       (if (code == MAX_EXPR)
2848        (op (max @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
2849            { wide_int_to_tree (from_type, c2); })
2850        (if (code == MIN_EXPR)
2851         (op (min @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
2852             { wide_int_to_tree (from_type, c2); })))))))))
2854 (for cnd (cond vec_cond)
2855  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
2856  (simplify
2857   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
2858   (cnd @0 @1 @3))
2859  (simplify
2860   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
2861   (cnd @0 @1 @3))
2862  /* A ? B : (!A ? C : X) -> A ? B : C.  */
2863  /* ???  This matches embedded conditions open-coded because genmatch
2864     would generate matching code for conditions in separate stmts only.
2865     The following is still important to merge then and else arm cases
2866     from if-conversion.  */
2867  (simplify
2868   (cnd @0 @1 (cnd @2 @3 @4))
2869   (if (COMPARISON_CLASS_P (@0)
2870        && COMPARISON_CLASS_P (@2)
2871        && invert_tree_comparison
2872            (TREE_CODE (@0), HONOR_NANS (TREE_OPERAND (@0, 0))) == TREE_CODE (@2)
2873        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 0), TREE_OPERAND (@2, 0), 0)
2874        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 1), TREE_OPERAND (@2, 1), 0))
2875    (cnd @0 @1 @3)))
2876  (simplify
2877   (cnd @0 (cnd @1 @2 @3) @4)
2878   (if (COMPARISON_CLASS_P (@0)
2879        && COMPARISON_CLASS_P (@1)
2880        && invert_tree_comparison
2881            (TREE_CODE (@0), HONOR_NANS (TREE_OPERAND (@0, 0))) == TREE_CODE (@1)
2882        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 0), TREE_OPERAND (@1, 0), 0)
2883        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 1), TREE_OPERAND (@1, 1), 0))
2884    (cnd @0 @3 @4)))
2886  /* A ? B : B -> B.  */
2887  (simplify
2888   (cnd @0 @1 @1)
2889   @1)
2891  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
2892  (simplify
2893   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
2894   (cnd @0 @2 @1)))
2896 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C ? -1 : 0), since vector comparisons
2897    return all -1 or all 0 results.  */
2898 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
2899    but that isn't necessarily a win on its own.  */
2900 (simplify
2901  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
2902  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
2903       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
2904                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
2905       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
2906           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
2907   (minus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
2909 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C ? -1 : 0).  */
2910 (simplify
2911  (minus @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
2912  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
2913       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
2914                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
2915       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
2916           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
2917   (plus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
2920 /* Simplifications of comparisons.  */
2922 /* See if we can reduce the magnitude of a constant involved in a
2923    comparison by changing the comparison code.  This is a canonicalization
2924    formerly done by maybe_canonicalize_comparison_1.  */
2925 (for cmp  (le gt)
2926      acmp (lt ge)
2927  (simplify
2928   (cmp @0 INTEGER_CST@1)
2929   (if (tree_int_cst_sgn (@1) == -1)
2930    (acmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) + 1); }))))
2931 (for cmp  (ge lt)
2932      acmp (gt le)
2933  (simplify
2934   (cmp @0 INTEGER_CST@1)
2935   (if (tree_int_cst_sgn (@1) == 1)
2936    (acmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) - 1); }))))
2939 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
2940    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
2941    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
2942    that with expression code iteration.  */
2943 (for cmp (tcc_comparison)
2944      icmp (inverted_tcc_comparison)
2945      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
2946  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
2947     and handle some more cases by using
2948       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
2949     here but for that genmatch would need to "inline" that.
2950     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
2951  (simplify
2952   (bit_not (cmp @0 @1))
2953   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
2954        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
2955    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
2956       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
2957       a computed operator in the replacement tree thus we have
2958       to play the trick below.  */
2959    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
2960              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
2961     (if (ic == icmp)
2962      (icmp @0 @1)
2963      (if (ic == ncmp)
2964       (ncmp @0 @1))))))
2965  (simplify
2966   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
2967   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
2968             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
2969    (if (ic == icmp)
2970     (icmp @0 @1)
2971     (if (ic == ncmp)
2972      (ncmp @0 @1))))))
2974 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
2975    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
2976    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
2977    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
2978    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
2979 (for cmp (eq ne)
2980  (for sub (minus pointer_diff)
2981   (simplify
2982    (cmp (sub@2 @0 @1) integer_zerop)
2983    (if (single_use (@2))
2984     (cmp @0 @1)))))
2986 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
2987    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
2988    often enough for folding it to be of value.  One example is in
2989    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
2990 (for cmp (simple_comparison)
2991      scmp (swapped_simple_comparison)
2992  (simplify
2993   (cmp (mult@3 @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
2994   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
2995   (if (integer_zerop (@1))
2996    (cmp @1 @2)
2997    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2998         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2999         && single_use (@3))
3000     /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
3001     (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
3002      (scmp @0 @2)
3003      (cmp @0 @2))))))
3005 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
3006    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
3007 (for cmp (eq ge le)
3008  (simplify
3009   (cmp @0 @0)
3010   (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3011        || ! HONOR_NANS (@0))
3012    { constant_boolean_node (true, type); }
3013    (if (cmp != EQ_EXPR)
3014     (eq @0 @0)))))
3015 (for cmp (ne gt lt)
3016  (simplify
3017   (cmp @0 @0)
3018   (if (cmp != NE_EXPR
3019        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3020        || ! HONOR_NANS (@0))
3021    { constant_boolean_node (false, type); })))
3022 (for cmp (unle unge uneq)
3023  (simplify
3024   (cmp @0 @0)
3025   { constant_boolean_node (true, type); }))
3026 (for cmp (unlt ungt)
3027  (simplify
3028   (cmp @0 @0)
3029   (unordered @0 @0)))
3030 (simplify
3031  (ltgt @0 @0)
3032  (if (!flag_trapping_math)
3033   { constant_boolean_node (false, type); }))
3035 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
3036 (for cmp (simple_comparison)
3037  (simplify
3038   (cmp (bit_not@2 @0) (bit_not@3 @1))
3039   (if (single_use (@2) && single_use (@3))
3040    (cmp @1 @0))))
3042 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
3043 (for cmp (simple_comparison)
3044      scmp (swapped_simple_comparison)
3045  (simplify
3046   (cmp (bit_not@2 @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
3047   (if (single_use (@2)
3048        && (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST))
3049    (scmp @0 (bit_not @1)))))
3051 (for cmp (simple_comparison)
3052  /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
3053  (simplify
3054   (cmp (convert@2 @0) (convert? @1))
3055   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3056        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3057            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3058        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3059            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))))
3060    (with
3061     {
3062       tree type1 = TREE_TYPE (@1);
3063       if (TREE_CODE (@1) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
3064         {
3065           REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@1);
3066           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
3067               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
3068             type1 = float_type_node;
3069           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
3070               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
3071             type1 = double_type_node;
3072         }
3073       tree newtype
3074         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type1)
3075            ? TREE_TYPE (@0) : type1); 
3076     }
3077     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (newtype))
3078      (cmp (convert:newtype @0) (convert:newtype @1))))))
3080  (simplify
3081   (cmp @0 REAL_CST@1)
3082   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
3083   (switch
3084    /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
3085    (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
3086     (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
3087    /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
3088    (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
3089         && ! HONOR_SNANS (@1))
3090     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
3091    /* Fold comparisons against infinity.  */
3092    (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
3093         && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
3094     (with
3095      {
3096        REAL_VALUE_TYPE max;
3097        enum tree_code code = cmp;
3098        bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
3099        if (neg)
3100          code = swap_tree_comparison (code);
3101      }
3102      (switch
3103       /* x > +Inf is always false, if we ignore NaNs or exceptions.  */
3104       (if (code == GT_EXPR
3105            && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
3106        { constant_boolean_node (false, type); })
3107       (if (code == LE_EXPR)
3108        /* x <= +Inf is always true, if we don't care about NaNs.  */
3109        (if (! HONOR_NANS (@0))
3110         { constant_boolean_node (true, type); }
3111         /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. !isnan(x), but this loses
3112            an "invalid" exception.  */
3113         (if (!flag_trapping_math)
3114          (eq @0 @0))))
3115       /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX, but
3116          for == this introduces an exception for x a NaN.  */
3117       (if ((code == EQ_EXPR && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
3118            || code == GE_EXPR)
3119        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3120         (if (neg)
3121          (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3122          (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
3123       /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
3124       (if (code == LT_EXPR)
3125        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3126         (if (neg)
3127          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3128          (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
3129       /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX), but this introduces
3130          an exception for x a NaN so use an unordered comparison.  */
3131       (if (code == NE_EXPR)
3132        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3133         (if (! HONOR_NANS (@0))
3134          (if (neg)
3135           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3136           (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
3137          (if (neg)
3138           (unge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3139           (unle @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))))))))
3141  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
3142     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
3143     comparison with a revised real constant as long as no overflow
3144     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
3145  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
3146   (for op (plus minus)
3147    (simplify
3148     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
3149     (with
3150      {
3151        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
3152                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
3153      }
3154      (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3155       (cmp @0 { tem; }))))))
3157  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
3158     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
3159     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
3160     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
3161  (if (flag_associative_math)
3162   (simplify
3163    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
3164    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
3165     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3166      (cmp { tem; } @1)))))
3168  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
3169  (if (flag_unsafe_math_optimizations
3170       && ! flag_errno_math)
3171   (for sq (SQRT)
3172    (simplify
3173     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
3174     (switch
3175      (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
3176       (switch
3177        /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
3178        (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3179         { constant_boolean_node (false, type); })
3180        /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
3181           don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
3182        (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
3183         { constant_boolean_node (true, type); })
3184        /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
3185        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })))
3186      (if (real_equal (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
3187       (switch
3188        /* sqrt(x) < 0 is always false.  */
3189        (if (cmp == LT_EXPR)
3190         { constant_boolean_node (false, type); })
3191        /* sqrt(x) >= 0 is always true if we don't care about NaNs.  */
3192        (if (cmp == GE_EXPR && !HONOR_NANS (@0))
3193         { constant_boolean_node (true, type); })
3194        /* sqrt(x) <= 0 -> x == 0.  */
3195        (if (cmp == LE_EXPR)
3196         (eq @0 @1))
3197        /* Otherwise sqrt(x) cmp 0 -> x cmp 0.  Here cmp can be >=, >,
3198           == or !=.  In the last case:
3200             (sqrt(x) != 0) == (NaN != 0) == true == (x != 0)
3202           if x is negative or NaN.  Due to -funsafe-math-optimizations,
3203           the results for other x follow from natural arithmetic.  */
3204        (cmp @0 @1)))
3205      (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3206       (with
3207        {
3208          REAL_VALUE_TYPE c2;
3209          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
3210                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
3211          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
3212        }
3213        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
3214         /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
3215         (if (HONOR_INFINITIES (@0))
3216          (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
3217          { constant_boolean_node (false, type); })
3218         /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
3219         (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
3220      (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3221       (with
3222        {
3223          REAL_VALUE_TYPE c2;
3224          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
3225                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
3226          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
3227        }
3228        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
3229         (switch
3230          /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
3231             value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
3232          (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
3233           { constant_boolean_node (true, type); })
3234          /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
3235             don't care about NaNs.  */
3236          (if (! HONOR_NANS (@0))
3237           (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
3238          /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
3239             don't care about Infinities.  */
3240          (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
3241           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
3242          /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
3243          (if (GENERIC)
3244           (truth_andif
3245            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
3246            (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
3247         /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
3248         (if (! HONOR_NANS (@0))
3249          (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
3250          /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
3251          (if (GENERIC)
3252           (truth_andif
3253            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
3254            (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })))))))))
3255    /* Transform sqrt(x) cmp sqrt(y) -> x cmp y.  */
3256    (simplify
3257     (cmp (sq @0) (sq @1))
3258       (if (! HONOR_NANS (@0))
3259         (cmp @0 @1))))))
3261 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP CST.  */
3262 (for cmp  (lt le eq ne ge gt)
3263      icmp (le le eq ne ge ge)
3264  (simplify
3265   (cmp (float @0) REAL_CST@1)
3266    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
3267         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3268     (with
3269      {
3270        tree itype = TREE_TYPE (@0);
3271        signop isign = TYPE_SIGN (itype);
3272        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))));
3273        const REAL_VALUE_TYPE *cst = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
3274        /* Be careful to preserve any potential exceptions due to
3275           NaNs.  qNaNs are ok in == or != context.
3276           TODO: relax under -fno-trapping-math or
3277           -fno-signaling-nans.  */
3278        bool exception_p
3279          = real_isnan (cst) && (cst->signalling
3280                                 || (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR));
3281        /* INT?_MIN is power-of-two so it takes
3282           only one mantissa bit.  */
3283        bool signed_p = isign == SIGNED;
3284        bool itype_fits_ftype_p
3285          = TYPE_PRECISION (itype) - signed_p <= significand_size (fmt);
3286      }
3287      /* TODO: allow non-fitting itype and SNaNs when
3288         -fno-trapping-math.  */
3289      (if (itype_fits_ftype_p && ! exception_p)
3290       (with
3291        {
3292          REAL_VALUE_TYPE imin, imax;
3293          real_from_integer (&imin, fmt, wi::min_value (itype), isign);
3294          real_from_integer (&imax, fmt, wi::max_value (itype), isign);
3296          REAL_VALUE_TYPE icst;
3297          if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3298            real_ceil (&icst, fmt, cst);
3299          else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3300            real_floor (&icst, fmt, cst);
3301          else
3302            real_trunc (&icst, fmt, cst);
3304          bool cst_int_p = !real_isnan (cst) && real_identical (&icst, cst);
3306          bool overflow_p = false;
3307          wide_int icst_val
3308            = real_to_integer (&icst, &overflow_p, TYPE_PRECISION (itype));
3309        }
3310        (switch
3311         /* Optimize cases when CST is outside of ITYPE's range.  */
3312         (if (real_compare (LT_EXPR, cst, &imin))
3313          { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
3314                                   type); })
3315         (if (real_compare (GT_EXPR, cst, &imax))
3316          { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
3317                                   type); })
3318         /* Remove cast if CST is an integer representable by ITYPE.  */
3319         (if (cst_int_p)
3320          (cmp @0 { gcc_assert (!overflow_p);
3321                    wide_int_to_tree (itype, icst_val); })
3322         )
3323         /* When CST is fractional, optimize
3324             (FTYPE) N == CST -> 0
3325             (FTYPE) N != CST -> 1.  */
3326         (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
3327          { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }) 
3328         /* Otherwise replace with sensible integer constant.  */
3329         (with
3330          {
3331            gcc_checking_assert (!overflow_p);
3332          }
3333          (icmp @0 { wide_int_to_tree (itype, icst_val); })))))))))
3335 /* Fold A /[ex] B CMP C to A CMP B * C.  */
3336 (for cmp (eq ne)
3337  (simplify
3338   (cmp (exact_div @0 @1) INTEGER_CST@2)
3339   (if (!integer_zerop (@1))
3340    (if (wi::to_wide (@2) == 0)
3341     (cmp @0 @2)
3342     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
3343      (with
3344       {
3345         bool ovf;
3346         wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
3347                                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
3348       }
3349       (if (ovf)
3350        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3351        (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))))
3352 (for cmp (lt le gt ge)
3353  (simplify
3354   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3355   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
3356    (with
3357     {
3358       bool ovf;
3359       wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
3360                                TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
3361     }
3362     (if (ovf)
3363      { constant_boolean_node (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0,
3364                                         TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
3365                               != (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR), type); }
3366      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))
3368 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
3369 (simplify
3370  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
3371  (if (types_match (@0, @1))
3372   (unordered @0 @1)))
3373 (simplify
3374  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
3375  (if (types_match (@0, @1))
3376   (ordered @0 @1)))
3377 (simplify
3378  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
3379  @2)
3380 (simplify
3381  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
3382  @2)
3384 /* Simple range test simplifications.  */
3385 /* A < B || A >= B -> true.  */
3386 (for test1 (lt le le le ne ge)
3387      test2 (ge gt ge ne eq ne)
3388  (simplify
3389   (bit_ior:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
3390   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3391        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3392    { constant_boolean_node (true, type); })))
3393 /* A < B && A >= B -> false.  */
3394 (for test1 (lt lt lt le ne eq)
3395      test2 (ge gt eq gt eq gt)
3396  (simplify
3397   (bit_and:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
3398   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3399        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3400    { constant_boolean_node (false, type); })))
3402 /* A & (2**N - 1) <= 2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) == 0
3403    A & (2**N - 1) >  2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) != 0
3405    Note that comparisons
3406      A & (2**N - 1) <  2**K   -> A & (2**N - 2**K) == 0
3407      A & (2**N - 1) >= 2**K   -> A & (2**N - 2**K) != 0
3408    will be canonicalized to above so there's no need to
3409    consider them here.
3410  */
3412 (for cmp (le gt)
3413      eqcmp (eq ne)
3414  (simplify
3415   (cmp (bit_and@0 @1 INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
3416   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3417    (with
3418     {
3419      tree ty = TREE_TYPE (@0);
3420      unsigned prec = TYPE_PRECISION (ty);
3421      wide_int mask = wi::to_wide (@2, prec);
3422      wide_int rhs = wi::to_wide (@3, prec);
3423      signop sgn = TYPE_SIGN (ty);
3424     }
3425     (if ((mask & (mask + 1)) == 0 && wi::gt_p (rhs, 0, sgn)
3426          && (rhs & (rhs + 1)) == 0 && wi::ge_p (mask, rhs, sgn))
3427       (eqcmp (bit_and @1 { wide_int_to_tree (ty, mask - rhs); })
3428              { build_zero_cst (ty); }))))))
3430 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
3431 (for cmp (tcc_comparison)
3432      scmp (swapped_tcc_comparison)
3433  (simplify
3434   (cmp (negate @0) (negate @1))
3435   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3436        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3437            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
3438    (scmp @0 @1)))
3439  (simplify
3440   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
3441   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3442        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3443            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
3444    (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
3445     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3446      (scmp @0 { tem; }))))))
3448 /* Convert ABS_EXPR<x> == 0 or ABS_EXPR<x> != 0 to x == 0 or x != 0.  */
3449 (for op (eq ne)
3450  (simplify
3451   (op (abs @0) zerop@1)
3452   (op @0 @1)))
3454 /* From fold_sign_changed_comparison and fold_widened_comparison.
3455    FIXME: the lack of symmetry is disturbing.  */
3456 (for cmp (simple_comparison)
3457  (simplify
3458   (cmp (convert@0 @00) (convert?@1 @10))
3459   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3460        /* Disable this optimization if we're casting a function pointer
3461           type on targets that require function pointer canonicalization.  */
3462        && !(targetm.have_canonicalize_funcptr_for_compare ()
3463             && TREE_CODE (TREE_TYPE (@00)) == POINTER_TYPE
3464             && TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@00))) == FUNCTION_TYPE)
3465        && single_use (@0))
3466    (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3467         && (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
3468             || @1 != @10)
3469         && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3470             || cmp == NE_EXPR
3471             || cmp == EQ_EXPR)
3472         && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00)))
3473     /* ???  The special-casing of INTEGER_CST conversion was in the original
3474        code and here to avoid a spurious overflow flag on the resulting
3475        constant which fold_convert produces.  */
3476     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
3477      (cmp @00 { force_fit_type (TREE_TYPE (@00), wi::to_widest (@1), 0,
3478                                 TREE_OVERFLOW (@1)); })
3479      (cmp @00 (convert @1)))
3481     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)))
3482      /* If possible, express the comparison in the shorter mode.  */
3483      (if ((cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
3484            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
3485            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3486                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))))
3487           && (types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))
3488               || ((TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00))
3489                    >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@10)))
3490                   && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
3491                       == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@10))))
3492               || (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
3493                   && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
3494                   && int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))))
3495       (cmp @00 (convert @10))
3496       (if (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
3497            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
3498            && !int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))
3499        (with
3500         {
3501           tree min = lower_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
3502           tree max = upper_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
3503           bool above = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, max, @10));
3504           bool below = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, @10, min));
3505         }
3506         (if (above || below)
3507          (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
3508           { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); }
3509           (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3510            { constant_boolean_node (above ? true : false, type); }
3511            (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3512             { constant_boolean_node (above ? false : true, type); }))))))))))))
3514 (for cmp (eq ne)
3515  /* A local variable can never be pointed to by
3516     the default SSA name of an incoming parameter.
3517     SSA names are canonicalized to 2nd place.  */
3518  (simplify
3519   (cmp addr@0 SSA_NAME@1)
3520   (if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (@1)
3521        && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (@1)) == PARM_DECL)
3522    (with { tree base = get_base_address (TREE_OPERAND (@0, 0)); }
3523     (if (TREE_CODE (base) == VAR_DECL
3524          && auto_var_in_fn_p (base, current_function_decl))
3525      (if (cmp == NE_EXPR)
3526       { constant_boolean_node (true, type); }
3527       { constant_boolean_node (false, type); }))))))
3529 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
3530 (for cmp (eq ne)
3532  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
3533     Similarly for NE_EXPR.  */
3534  (simplify
3535   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
3536   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
3537        && wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2)) != 0)
3538    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
3540  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
3541  (simplify
3542   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
3543   (cmp @0 @1))
3545  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
3546     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
3547  (simplify
3548   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
3549   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
3551  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
3552  (simplify
3553   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
3554   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
3555    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2)))))
3557  (simplify
3558   (cmp (convert? addr@0) integer_zerop)
3559   (if (tree_single_nonzero_warnv_p (@0, NULL))
3560    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
3562 /* If we have (A & C) == C where C is a power of 2, convert this into
3563    (A & C) != 0.  Similarly for NE_EXPR.  */
3564 (for cmp (eq ne)
3565      icmp (ne eq)
3566  (simplify
3567   (cmp (bit_and@2 @0 integer_pow2p@1) @1)
3568   (icmp @2 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
3570 /* If we have (A & C) != 0 ? D : 0 where C and D are powers of 2,
3571    convert this into a shift followed by ANDing with D.  */
3572 (simplify
3573  (cond
3574   (ne (bit_and @0 integer_pow2p@1) integer_zerop)
3575   INTEGER_CST@2 integer_zerop)
3576  (if (integer_pow2p (@2))
3577   (with {
3578      int shift = (wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))
3579                   - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)));
3580    }
3581    (if (shift > 0)
3582     (bit_and
3583      (lshift (convert @0) { build_int_cst (integer_type_node, shift); }) @2)
3584     (bit_and
3585      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, -shift); }))
3586      @2)))))
3588 /* If we have (A & C) != 0 where C is the sign bit of A, convert
3589    this into A < 0.  Similarly for (A & C) == 0 into A >= 0.  */
3590 (for cmp (eq ne)
3591      ncmp (ge lt)
3592  (simplify
3593   (cmp (bit_and (convert?@2 @0) integer_pow2p@1) integer_zerop)
3594   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3595        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
3596        && element_precision (@2) >= element_precision (@0)
3597        && wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@1), element_precision (@0)))
3598    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
3599     (ncmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))))
3601 /* If we have A < 0 ? C : 0 where C is a power of 2, convert
3602    this into a right shift or sign extension followed by ANDing with C.  */
3603 (simplify
3604  (cond
3605   (lt @0 integer_zerop)
3606   INTEGER_CST@1 integer_zerop)
3607  (if (integer_pow2p (@1)
3608       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
3609   (with {
3610     int shift = element_precision (@0) - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)) - 1;
3611    }
3612    (if (shift >= 0)
3613     (bit_and
3614      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, shift); }))
3615      @1)
3616     /* Otherwise ctype must be wider than TREE_TYPE (@0) and pure
3617        sign extension followed by AND with C will achieve the effect.  */
3618     (bit_and (convert @0) @1)))))
3620 /* When the addresses are not directly of decls compare base and offset.
3621    This implements some remaining parts of fold_comparison address
3622    comparisons but still no complete part of it.  Still it is good
3623    enough to make fold_stmt not regress when not dispatching to fold_binary.  */
3624 (for cmp (simple_comparison)
3625  (simplify
3626   (cmp (convert1?@2 addr@0) (convert2? addr@1))
3627   (with
3628    {
3629      poly_int64 off0, off1;
3630      tree base0 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off0);
3631      tree base1 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@1, 0), &off1);
3632      if (base0 && TREE_CODE (base0) == MEM_REF)
3633        {
3634          off0 += mem_ref_offset (base0).force_shwi ();
3635          base0 = TREE_OPERAND (base0, 0);
3636        }
3637      if (base1 && TREE_CODE (base1) == MEM_REF)
3638        {
3639          off1 += mem_ref_offset (base1).force_shwi ();
3640          base1 = TREE_OPERAND (base1, 0);
3641        }
3642    }
3643    (if (base0 && base1)
3644     (with
3645      {
3646        int equal = 2;
3647        /* Punt in GENERIC on variables with value expressions;
3648           the value expressions might point to fields/elements
3649           of other vars etc.  */
3650        if (GENERIC
3651            && ((VAR_P (base0) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base0))
3652                || (VAR_P (base1) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base1))))
3653          ;
3654        else if (decl_in_symtab_p (base0)
3655                 && decl_in_symtab_p (base1))
3656          equal = symtab_node::get_create (base0)
3657                    ->equal_address_to (symtab_node::get_create (base1));
3658        else if ((DECL_P (base0)
3659                  || TREE_CODE (base0) == SSA_NAME
3660                  || TREE_CODE (base0) == STRING_CST)
3661                 && (DECL_P (base1)
3662                     || TREE_CODE (base1) == SSA_NAME
3663                     || TREE_CODE (base1) == STRING_CST))
3664          equal = (base0 == base1);
3665      }
3666      (if (equal == 1
3667           && (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
3668               /* If the offsets are equal we can ignore overflow.  */
3669               || known_eq (off0, off1)
3670               || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
3671                  /* Or if we compare using pointers to decls or strings.  */
3672               || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3673                   && (DECL_P (base0) || TREE_CODE (base0) == STRING_CST))))
3674       (switch
3675        (if (cmp == EQ_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
3676         { constant_boolean_node (known_eq (off0, off1), type); })
3677        (if (cmp == NE_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
3678         { constant_boolean_node (known_ne (off0, off1), type); })
3679        (if (cmp == LT_EXPR && (known_lt (off0, off1) || known_ge (off0, off1)))
3680         { constant_boolean_node (known_lt (off0, off1), type); })
3681        (if (cmp == LE_EXPR && (known_le (off0, off1) || known_gt (off0, off1)))
3682         { constant_boolean_node (known_le (off0, off1), type); })
3683        (if (cmp == GE_EXPR && (known_ge (off0, off1) || known_lt (off0, off1)))
3684         { constant_boolean_node (known_ge (off0, off1), type); })
3685        (if (cmp == GT_EXPR && (known_gt (off0, off1) || known_le (off0, off1)))
3686         { constant_boolean_node (known_gt (off0, off1), type); }))
3687       (if (equal == 0
3688            && DECL_P (base0) && DECL_P (base1)
3689            /* If we compare this as integers require equal offset.  */
3690            && (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3691                || known_eq (off0, off1)))
3692        (switch
3693         (if (cmp == EQ_EXPR)
3694          { constant_boolean_node (false, type); })
3695         (if (cmp == NE_EXPR)
3696          { constant_boolean_node (true, type); })))))))))
3698 /* Simplify pointer equality compares using PTA.  */
3699 (for neeq (ne eq)
3700  (simplify
3701   (neeq @0 @1)
3702   (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3703        && ptrs_compare_unequal (@0, @1))
3704    { constant_boolean_node (neeq != EQ_EXPR, type); })))
3706 /* PR70920: Transform (intptr_t)x eq/ne CST to x eq/ne (typeof x) CST.
3707    and (typeof ptr_cst) x eq/ne ptr_cst to x eq/ne (typeof x) CST.
3708    Disable the transform if either operand is pointer to function.
3709    This broke pr22051-2.c for arm where function pointer
3710    canonicalizaion is not wanted.  */
3712 (for cmp (ne eq)
3713  (simplify
3714   (cmp (convert @0) INTEGER_CST@1)
3715   (if (((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3716          && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
3717          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3718         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3719             && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
3720             && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
3721        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
3722    (cmp @0 (convert @1)))))
3724 /* Non-equality compare simplifications from fold_binary  */
3725 (for cmp (lt gt le ge)
3726  /* Comparisons with the highest or lowest possible integer of
3727     the specified precision will have known values.  */
3728  (simplify
3729   (cmp (convert?@2 @0) INTEGER_CST@1)
3730   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3731        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0)))
3732    (with
3733     {
3734       tree arg1_type = TREE_TYPE (@1);
3735       unsigned int prec = TYPE_PRECISION (arg1_type);
3736       wide_int max = wi::max_value (arg1_type);
3737       wide_int signed_max = wi::max_value (prec, SIGNED);
3738       wide_int min = wi::min_value (arg1_type);
3739     }
3740     (switch
3741      (if (wi::to_wide (@1) == max)
3742       (switch
3743        (if (cmp == GT_EXPR)
3744         { constant_boolean_node (false, type); })
3745        (if (cmp == GE_EXPR)
3746         (eq @2 @1))
3747        (if (cmp == LE_EXPR)
3748         { constant_boolean_node (true, type); })
3749        (if (cmp == LT_EXPR)
3750         (ne @2 @1))))
3751      (if (wi::to_wide (@1) == min)
3752       (switch
3753        (if (cmp == LT_EXPR)
3754         { constant_boolean_node (false, type); })
3755        (if (cmp == LE_EXPR)
3756         (eq @2 @1))
3757        (if (cmp == GE_EXPR)
3758         { constant_boolean_node (true, type); })
3759        (if (cmp == GT_EXPR)
3760         (ne @2 @1))))
3761      (if (wi::to_wide (@1) == max - 1)
3762       (switch
3763        (if (cmp == GT_EXPR)
3764         (eq @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) + 1); }))
3765        (if (cmp == LE_EXPR)
3766         (ne @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) + 1); }))))
3767      (if (wi::to_wide (@1) == min + 1)
3768       (switch
3769        (if (cmp == GE_EXPR)
3770         (ne @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) - 1); }))
3771        (if (cmp == LT_EXPR)
3772         (eq @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) - 1); }))))
3773      (if (wi::to_wide (@1) == signed_max
3774           && TYPE_UNSIGNED (arg1_type)
3775           /* We will flip the signedness of the comparison operator
3776              associated with the mode of @1, so the sign bit is
3777              specified by this mode.  Check that @1 is the signed
3778              max associated with this sign bit.  */
3779           && prec == GET_MODE_PRECISION (SCALAR_INT_TYPE_MODE (arg1_type))
3780           /* signed_type does not work on pointer types.  */
3781           && INTEGRAL_TYPE_P (arg1_type))
3782       /* The following case also applies to X < signed_max+1
3783          and X >= signed_max+1 because previous transformations.  */
3784       (if (cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
3785        (with { tree st = signed_type_for (arg1_type); }
3786         (if (cmp == LE_EXPR)
3787          (ge (convert:st @0) { build_zero_cst (st); })
3788          (lt (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))))))))))
3790 (for cmp (unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
3791  /* If the second operand is NaN, the result is constant.  */
3792  (simplify
3793   (cmp @0 REAL_CST@1)
3794   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
3795        && (cmp != LTGT_EXPR || ! flag_trapping_math))
3796    { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == LTGT_EXPR
3797                             ? false : true, type); })))
3799 /* bool_var != 0 becomes bool_var.  */
3800 (simplify
3801  (ne @0 integer_zerop)
3802  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
3803       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
3804   (non_lvalue @0)))
3805 /* bool_var == 1 becomes bool_var.  */
3806 (simplify
3807  (eq @0 integer_onep)
3808  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
3809       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
3810   (non_lvalue @0)))
3811 /* Do not handle
3812    bool_var == 0 becomes !bool_var or
3813    bool_var != 1 becomes !bool_var
3814    here because that only is good in assignment context as long
3815    as we require a tcc_comparison in GIMPLE_CONDs where we'd
3816    replace if (x == 0) with tem = ~x; if (tem != 0) which is
3817    clearly less optimal and which we'll transform again in forwprop.  */
3819 /* When one argument is a constant, overflow detection can be simplified.
3820    Currently restricted to single use so as not to interfere too much with
3821    ADD_OVERFLOW detection in tree-ssa-math-opts.c.
3822    A + CST CMP A  ->  A CMP' CST' */
3823 (for cmp (lt le ge gt)
3824      out (gt gt le le)
3825  (simplify
3826   (cmp:c (plus@2 @0 INTEGER_CST@1) @0)
3827   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3828        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
3829        && wi::to_wide (@1) != 0
3830        && single_use (@2))
3831    (with { unsigned int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
3832     (out @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
3833                                 wi::max_value (prec, UNSIGNED)
3834                                 - wi::to_wide (@1)); })))))
3836 /* To detect overflow in unsigned A - B, A < B is simpler than A - B > A.
3837    However, the detection logic for SUB_OVERFLOW in tree-ssa-math-opts.c
3838    expects the long form, so we restrict the transformation for now.  */
3839 (for cmp (gt le)
3840  (simplify
3841   (cmp:c (minus@2 @0 @1) @0)
3842   (if (single_use (@2)
3843        && ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3844        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3845        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
3846    (cmp @1 @0))))
3848 /* Testing for overflow is unnecessary if we already know the result.  */
3849 /* A - B > A  */
3850 (for cmp (gt le)
3851      out (ne eq)
3852  (simplify
3853   (cmp:c (realpart (IFN_SUB_OVERFLOW@2 @0 @1)) @0)
3854   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3855        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
3856    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
3857 /* A + B < A  */
3858 (for cmp (lt ge)
3859      out (ne eq)
3860  (simplify
3861   (cmp:c (realpart (IFN_ADD_OVERFLOW:c@2 @0 @1)) @0)
3862   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3863        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
3864    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
3866 /* For unsigned operands, -1 / B < A checks whether A * B would overflow.
3867    Simplify it to __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
3868 (for cmp (lt ge)
3869      out (ne eq)
3870  (simplify
3871   (cmp:c (trunc_div:s integer_all_onesp @1) @0)
3872   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) && !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3873    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
3874     (out (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
3876 /* Simplification of math builtins.  These rules must all be optimizations
3877    as well as IL simplifications.  If there is a possibility that the new
3878    form could be a pessimization, the rule should go in the canonicalization
3879    section that follows this one.
3881    Rules can generally go in this section if they satisfy one of
3882    the following:
3884    - the rule describes an identity
3886    - the rule replaces calls with something as simple as addition or
3887      multiplication
3889    - the rule contains unary calls only and simplifies the surrounding
3890      arithmetic.  (The idea here is to exclude non-unary calls in which
3891      one operand is constant and in which the call is known to be cheap
3892      when the operand has that value.)  */
3894 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
3895  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(x) -> x.  */
3896  (simplify
3897   (mult (SQRT_ALL@1 @0) @1)
3898   (if (!HONOR_SNANS (type))
3899    @0))
3901  (for op (plus minus)
3902   /* Simplify (A / C) +- (B / C) -> (A +- B) / C.  */
3903   (simplify
3904    (op (rdiv @0 @1)
3905        (rdiv @2 @1))
3906    (rdiv (op @0 @2) @1)))
3908  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(y) -> sqrt(x*y).  */
3909  (for root (SQRT CBRT)
3910   (simplify
3911    (mult (root:s @0) (root:s @1))
3912     (root (mult @0 @1))))
3914  /* Simplify expN(x) * expN(y) -> expN(x+y). */
3915  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
3916   (simplify
3917    (mult (exps:s @0) (exps:s @1))
3918     (exps (plus @0 @1))))
3920  /* Simplify a/root(b/c) into a*root(c/b).  */
3921  (for root (SQRT CBRT)
3922   (simplify
3923    (rdiv @0 (root:s (rdiv:s @1 @2)))
3924     (mult @0 (root (rdiv @2 @1)))))
3926  /* Simplify x/expN(y) into x*expN(-y).  */
3927  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
3928   (simplify
3929    (rdiv @0 (exps:s @1))
3930     (mult @0 (exps (negate @1)))))
3932  (for logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
3933       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
3934   /* logN(expN(x)) -> x.  */
3935   (simplify
3936    (logs (exps @0))
3937    @0)
3938   /* expN(logN(x)) -> x.  */
3939   (simplify
3940    (exps (logs @0))
3941    @0))
3943  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
3944     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
3945     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
3946  (for logs (LOG  LOG   LOG   LOG2 LOG2  LOG2  LOG10 LOG10)
3947       exps (EXP2 EXP10 POW10 EXP  EXP10 POW10 EXP   EXP2)
3948   (simplify
3949    (logs (exps @0))
3950    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
3951     (with {
3952       tree x;
3953       switch (exps)
3954         {
3955         CASE_CFN_EXP:
3956           /* Prepare to do logN(exp(exponent)) -> exponent*logN(e).  */
3957           x = build_real_truncate (type, dconst_e ());
3958           break;
3959         CASE_CFN_EXP2:
3960           /* Prepare to do logN(exp2(exponent)) -> exponent*logN(2).  */
3961           x = build_real (type, dconst2);
3962           break;
3963         CASE_CFN_EXP10:
3964         CASE_CFN_POW10:
3965           /* Prepare to do logN(exp10(exponent)) -> exponent*logN(10).  */
3966           {
3967             REAL_VALUE_TYPE dconst10;
3968             real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
3969             x = build_real (type, dconst10);
3970           }
3971           break;
3972         default:
3973           gcc_unreachable ();
3974         }
3975       }
3976      (mult (logs { x; }) @0)))))
3978  (for logs (LOG LOG
3979             LOG2 LOG2
3980             LOG10 LOG10)
3981       exps (SQRT CBRT)
3982   (simplify
3983    (logs (exps @0))
3984    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
3985     (with {
3986       tree x;
3987       switch (exps)
3988         {
3989         CASE_CFN_SQRT:
3990           /* Prepare to do logN(sqrt(x)) -> 0.5*logN(x).  */
3991           x = build_real (type, dconsthalf);
3992           break;
3993         CASE_CFN_CBRT:
3994           /* Prepare to do logN(cbrt(x)) -> (1/3)*logN(x).  */
3995           x = build_real_truncate (type, dconst_third ());
3996           break;
3997         default:
3998           gcc_unreachable ();
3999         }
4000       }
4001      (mult { x; } (logs @0))))))
4003  /* logN(pow(x,exponent)) -> exponent*logN(x).  */
4004  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
4005       pows (POW)
4006   (simplify
4007    (logs (pows @0 @1))
4008    (mult @1 (logs @0))))
4010  /* pow(C,x) -> exp(log(C)*x) if C > 0,
4011     or if C is a positive power of 2,
4012     pow(C,x) -> exp2(log2(C)*x).  */
4013 #if GIMPLE
4014  (for pows (POW)
4015       exps (EXP)
4016       logs (LOG)
4017       exp2s (EXP2)
4018       log2s (LOG2)
4019   (simplify
4020    (pows REAL_CST@0 @1)
4021    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
4022         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0))
4023         /* As libmvec doesn't have a vectorized exp2, defer optimizing
4024            the use_exp2 case until after vectorization.  It seems actually
4025            beneficial for all constants to postpone this until later,
4026            because exp(log(C)*x), while faster, will have worse precision
4027            and if x folds into a constant too, that is unnecessary
4028            pessimization.  */
4029         && canonicalize_math_after_vectorization_p ())
4030     (with {
4031        const REAL_VALUE_TYPE *const value = TREE_REAL_CST_PTR (@0);
4032        bool use_exp2 = false;
4033        if (targetm.libc_has_function (function_c99_misc)
4034            && value->cl == rvc_normal)
4035          {
4036            REAL_VALUE_TYPE frac_rvt = *value;
4037            SET_REAL_EXP (&frac_rvt, 1);
4038            if (real_equal (&frac_rvt, &dconst1))
4039              use_exp2 = true;
4040          }
4041      }
4042      (if (!use_exp2)
4043       (if (optimize_pow_to_exp (@0, @1))
4044        (exps (mult (logs @0) @1)))
4045       (exp2s (mult (log2s @0) @1)))))))
4046 #endif
4048  /* pow(C,x)*expN(y) -> expN(logN(C)*x+y) if C > 0.  */
4049  (for pows (POW)
4050       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4051       logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
4052   (simplify
4053    (mult:c (pows:s REAL_CST@0 @1) (exps:s @2))
4054    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
4055         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
4056     (exps (plus (mult (logs @0) @1) @2)))))
4058  (for sqrts (SQRT)
4059       cbrts (CBRT)
4060       pows (POW)
4061       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4062   /* sqrt(expN(x)) -> expN(x*0.5).  */
4063   (simplify
4064    (sqrts (exps @0))
4065    (exps (mult @0 { build_real (type, dconsthalf); })))
4066   /* cbrt(expN(x)) -> expN(x/3).  */
4067   (simplify
4068    (cbrts (exps @0))
4069    (exps (mult @0 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
4070   /* pow(expN(x), y) -> expN(x*y).  */
4071   (simplify
4072    (pows (exps @0) @1)
4073    (exps (mult @0 @1))))
4075  /* tan(atan(x)) -> x.  */
4076  (for tans (TAN)
4077       atans (ATAN)
4078   (simplify
4079    (tans (atans @0))
4080    @0)))
4082 /* cabs(x+0i) or cabs(0+xi) -> abs(x).  */
4083 (simplify
4084  (CABS (complex:C @0 real_zerop@1))
4085  (abs @0))
4087 /* trunc(trunc(x)) -> trunc(x), etc.  */
4088 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
4089  (simplify
4090   (fns (fns @0))
4091   (fns @0)))
4092 /* f(x) -> x if x is integer valued and f does nothing for such values.  */
4093 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
4094  (simplify
4095   (fns integer_valued_real_p@0)
4096   @0))
4098 /* hypot(x,0) and hypot(0,x) -> abs(x).  */
4099 (simplify
4100  (HYPOT:c @0 real_zerop@1)
4101  (abs @0))
4103 /* pow(1,x) -> 1.  */
4104 (simplify
4105  (POW real_onep@0 @1)
4106  @0)
4108 (simplify
4109  /* copysign(x,x) -> x.  */
4110  (COPYSIGN_ALL @0 @0)
4111  @0)
4113 (simplify
4114  /* copysign(x,y) -> fabs(x) if y is nonnegative.  */
4115  (COPYSIGN_ALL @0 tree_expr_nonnegative_p@1)
4116  (abs @0))
4118 (for scale (LDEXP SCALBN SCALBLN)
4119  /* ldexp(0, x) -> 0.  */
4120  (simplify
4121   (scale real_zerop@0 @1)
4122   @0)
4123  /* ldexp(x, 0) -> x.  */
4124  (simplify
4125   (scale @0 integer_zerop@1)
4126   @0)
4127  /* ldexp(x, y) -> x if x is +-Inf or NaN.  */
4128  (simplify
4129   (scale REAL_CST@0 @1)
4130   (if (!real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
4131    @0)))
4133 /* Canonicalization of sequences of math builtins.  These rules represent
4134    IL simplifications but are not necessarily optimizations.
4136    The sincos pass is responsible for picking "optimal" implementations
4137    of math builtins, which may be more complicated and can sometimes go
4138    the other way, e.g. converting pow into a sequence of sqrts.
4139    We only want to do these canonicalizations before the pass has run.  */
4141 (if (flag_unsafe_math_optimizations && canonicalize_math_p ())
4142  /* Simplify tan(x) * cos(x) -> sin(x). */
4143  (simplify
4144   (mult:c (TAN:s @0) (COS:s @0))
4145    (SIN @0))
4147  /* Simplify x * pow(x,c) -> pow(x,c+1). */
4148  (simplify
4149   (mult:c @0 (POW:s @0 REAL_CST@1))
4150   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
4151    (POW @0 (plus @1 { build_one_cst (type); }))))
4153  /* Simplify sin(x) / cos(x) -> tan(x). */
4154  (simplify
4155   (rdiv (SIN:s @0) (COS:s @0))
4156    (TAN @0))
4158  /* Simplify cos(x) / sin(x) -> 1 / tan(x). */
4159  (simplify
4160   (rdiv (COS:s @0) (SIN:s @0))
4161    (rdiv { build_one_cst (type); } (TAN @0)))
4163  /* Simplify sin(x) / tan(x) -> cos(x). */
4164  (simplify
4165   (rdiv (SIN:s @0) (TAN:s @0))
4166   (if (! HONOR_NANS (@0)
4167        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
4168    (COS @0)))
4170  /* Simplify tan(x) / sin(x) -> 1.0 / cos(x). */
4171  (simplify
4172   (rdiv (TAN:s @0) (SIN:s @0))
4173   (if (! HONOR_NANS (@0)
4174        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
4175    (rdiv { build_one_cst (type); } (COS @0))))
4177  /* Simplify pow(x,y) * pow(x,z) -> pow(x,y+z). */
4178  (simplify
4179   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @0 @2))
4180    (POW @0 (plus @1 @2)))
4182  /* Simplify pow(x,y) * pow(z,y) -> pow(x*z,y). */
4183  (simplify
4184   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @2 @1))
4185    (POW (mult @0 @2) @1))
4187  /* Simplify powi(x,y) * powi(z,y) -> powi(x*z,y). */
4188  (simplify
4189   (mult (POWI:s @0 @1) (POWI:s @2 @1))
4190    (POWI (mult @0 @2) @1))
4192  /* Simplify pow(x,c) / x -> pow(x,c-1). */
4193  (simplify
4194   (rdiv (POW:s @0 REAL_CST@1) @0)
4195   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
4196    (POW @0 (minus @1 { build_one_cst (type); }))))
4198  /* Simplify x / pow (y,z) -> x * pow(y,-z). */
4199  (simplify
4200   (rdiv @0 (POW:s @1 @2))
4201    (mult @0 (POW @1 (negate @2))))
4203  (for sqrts (SQRT)
4204       cbrts (CBRT)
4205       pows (POW)
4206   /* sqrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/4).  */
4207   (simplify
4208    (sqrts (sqrts @0))
4209    (pows @0 { build_real (type, dconst_quarter ()); }))
4210   /* sqrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
4211   (simplify
4212    (sqrts (cbrts @0))
4213    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
4214   /* cbrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
4215   (simplify
4216    (cbrts (sqrts @0))
4217    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
4218   /* cbrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/9), iff x is nonnegative.  */
4219   (simplify
4220    (cbrts (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0))
4221    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_ninth ()); }))
4222   /* sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5).  */
4223   (simplify
4224    (sqrts (pows @0 @1))
4225    (pows (abs @0) (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
4226   /* cbrt(pow(x,y)) -> pow(x,y/3), iff x is nonnegative.  */
4227   (simplify
4228    (cbrts (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1))
4229    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
4230   /* pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5).  */
4231   (simplify
4232    (pows (sqrts @0) @1)
4233    (pows @0 (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
4234   /* pow(cbrt(x),y) -> pow(x,y/3) iff x is nonnegative.  */
4235   (simplify
4236    (pows (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0) @1)
4237    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
4238   /* pow(pow(x,y),z) -> pow(x,y*z) iff x is nonnegative.  */
4239   (simplify
4240    (pows (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1) @2)
4241    (pows @0 (mult @1 @2))))
4243  /* cabs(x+xi) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
4244  (simplify
4245   (CABS (complex @0 @0))
4246   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
4248  /* hypot(x,x) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
4249  (simplify
4250   (HYPOT @0 @0)
4251   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
4253  /* cexp(x+yi) -> exp(x)*cexpi(y).  */
4254  (for cexps (CEXP)
4255       exps (EXP)
4256       cexpis (CEXPI)
4257   (simplify
4258    (cexps compositional_complex@0)
4259    (if (targetm.libc_has_function (function_c99_math_complex))
4260     (complex
4261      (mult (exps@1 (realpart @0)) (realpart (cexpis:type@2 (imagpart @0))))
4262      (mult @1 (imagpart @2)))))))
4264 (if (canonicalize_math_p ())
4265  /* floor(x) -> trunc(x) if x is nonnegative.  */
4266  (for floors (FLOOR_ALL)
4267       truncs (TRUNC_ALL)
4268   (simplify
4269    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
4270    (truncs @0))))
4272 (match double_value_p
4273  @0
4274  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == double_type_node)))
4275 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL
4276             BUILT_IN_FLOORL
4277             BUILT_IN_CEILL
4278             BUILT_IN_ROUNDL
4279             BUILT_IN_NEARBYINTL
4280             BUILT_IN_RINTL)
4281      tos (BUILT_IN_TRUNC
4282           BUILT_IN_FLOOR
4283           BUILT_IN_CEIL
4284           BUILT_IN_ROUND
4285           BUILT_IN_NEARBYINT
4286           BUILT_IN_RINT)
4287  /* truncl(extend(x)) -> extend(trunc(x)), etc., if x is a double.  */
4288  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
4289   (simplify
4290    (froms (convert double_value_p@0))
4291    (convert (tos @0)))))
4293 (match float_value_p
4294  @0
4295  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float_type_node)))
4296 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC
4297             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR
4298             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL
4299             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND
4300             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT
4301             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT)
4302      tos (BUILT_IN_TRUNCF BUILT_IN_TRUNCF
4303           BUILT_IN_FLOORF BUILT_IN_FLOORF
4304           BUILT_IN_CEILF BUILT_IN_CEILF
4305           BUILT_IN_ROUNDF BUILT_IN_ROUNDF
4306           BUILT_IN_NEARBYINTF BUILT_IN_NEARBYINTF
4307           BUILT_IN_RINTF BUILT_IN_RINTF)
4308  /* truncl(extend(x)) and trunc(extend(x)) -> extend(truncf(x)), etc.,
4309     if x is a float.  */
4310  (if (optimize && canonicalize_math_p ()
4311       && targetm.libc_has_function (function_c99_misc))
4312   (simplify
4313    (froms (convert float_value_p@0))
4314    (convert (tos @0)))))
4316 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL)
4317      tos (XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
4318  /* llfloorl(extend(x)) -> llfloor(x), etc., if x is a double.  */
4319  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
4320   (simplify
4321    (froms (convert double_value_p@0))
4322    (tos @0))))
4324 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL
4325             XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
4326      tos (XFLOORF XCEILF XROUNDF XRINTF)
4327  /* llfloorl(extend(x)) and llfloor(extend(x)) -> llfloorf(x), etc.,
4328     if x is a float.  */
4329  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
4330   (simplify
4331    (froms (convert float_value_p@0))
4332    (tos @0))))
4334 (if (canonicalize_math_p ())
4335  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x) if x is nonnegative.  */
4336  (for floors (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR)
4337   (simplify
4338    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
4339    (fix_trunc @0))))
4341 (if (canonicalize_math_p ())
4342  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
4343  (for fns (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR
4344            ICEIL LCEIL LLCEIL
4345            IROUND LROUND LLROUND)
4346   (simplify
4347    (fns integer_valued_real_p@0)
4348    (fix_trunc @0)))
4349  (if (!flag_errno_math)
4350   /* xrint(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
4351   (for rints (IRINT LRINT LLRINT)
4352    (simplify
4353     (rints integer_valued_real_p@0)
4354     (fix_trunc @0)))))
4356 (if (canonicalize_math_p ())
4357  (for ifn (IFLOOR ICEIL IROUND IRINT)
4358       lfn (LFLOOR LCEIL LROUND LRINT)
4359       llfn (LLFLOOR LLCEIL LLROUND LLRINT)
4360   /* Canonicalize iround (x) to lround (x) on ILP32 targets where
4361      sizeof (int) == sizeof (long).  */
4362   (if (TYPE_PRECISION (integer_type_node)
4363        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
4364    (simplify
4365     (ifn @0)
4366     (lfn:long_integer_type_node @0)))
4367   /* Canonicalize llround (x) to lround (x) on LP64 targets where
4368      sizeof (long long) == sizeof (long).  */
4369   (if (TYPE_PRECISION (long_long_integer_type_node)
4370        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
4371    (simplify
4372     (llfn @0)
4373     (lfn:long_integer_type_node @0)))))
4375 /* cproj(x) -> x if we're ignoring infinities.  */
4376 (simplify
4377  (CPROJ @0)
4378  (if (!HONOR_INFINITIES (type))
4379    @0))
4381 /* If the real part is inf and the imag part is known to be
4382    nonnegative, return (inf + 0i).  */
4383 (simplify
4384  (CPROJ (complex REAL_CST@0 tree_expr_nonnegative_p@1))
4385  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
4386   { build_complex_inf (type, false); }))
4388 /* If the imag part is inf, return (inf+I*copysign(0,imag)).  */
4389 (simplify
4390  (CPROJ (complex @0 REAL_CST@1))
4391  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
4392   { build_complex_inf (type, TREE_REAL_CST_PTR (@1)->sign); }))
4394 (for pows (POW)
4395      sqrts (SQRT)
4396      cbrts (CBRT)
4397  (simplify
4398   (pows @0 REAL_CST@1)
4399   (with {
4400     const REAL_VALUE_TYPE *value = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
4401     REAL_VALUE_TYPE tmp;
4402    }
4403    (switch
4404     /* pow(x,0) -> 1.  */
4405     (if (real_equal (value, &dconst0))
4406      { build_real (type, dconst1); })
4407     /* pow(x,1) -> x.  */
4408     (if (real_equal (value, &dconst1))
4409      @0)
4410     /* pow(x,-1) -> 1/x.  */
4411     (if (real_equal (value, &dconstm1))
4412      (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))
4413     /* pow(x,0.5) -> sqrt(x).  */
4414     (if (flag_unsafe_math_optimizations
4415          && canonicalize_math_p ()
4416          && real_equal (value, &dconsthalf))
4417      (sqrts @0))
4418     /* pow(x,1/3) -> cbrt(x).  */
4419     (if (flag_unsafe_math_optimizations
4420          && canonicalize_math_p ()
4421          && (tmp = real_value_truncate (TYPE_MODE (type), dconst_third ()),
4422              real_equal (value, &tmp)))
4423      (cbrts @0))))))
4425 /* powi(1,x) -> 1.  */
4426 (simplify
4427  (POWI real_onep@0 @1)
4428  @0)
4430 (simplify
4431  (POWI @0 INTEGER_CST@1)
4432  (switch
4433   /* powi(x,0) -> 1.  */
4434   (if (wi::to_wide (@1) == 0)
4435    { build_real (type, dconst1); })
4436   /* powi(x,1) -> x.  */
4437   (if (wi::to_wide (@1) == 1)
4438    @0)
4439   /* powi(x,-1) -> 1/x.  */
4440   (if (wi::to_wide (@1) == -1)
4441    (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))))
4443 /* Narrowing of arithmetic and logical operations. 
4445    These are conceptually similar to the transformations performed for
4446    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
4447    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
4449 /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
4450    both operands are widening conversions from the same type as the outer
4451    narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a suitable
4452    unsigned type (to avoid introducing undefined behavior), perform the
4453    operation and convert the result to the desired type.  */
4454 (for op (plus minus)
4455   (simplify
4456     (convert (op:s (convert@2 @0) (convert?@3 @1)))
4457     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4458          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
4459             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
4460          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4461          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4462          /* The precision of the type of each operand must match the
4463             precision of the mode of each operand, similarly for the
4464             result.  */
4465          && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
4466          && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
4467          && type_has_mode_precision_p (type)
4468          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
4469          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4470          && types_match (@0, type)
4471          && (types_match (@0, @1)
4472              /* Or the second operand is const integer or converted const
4473                 integer from valueize.  */
4474              || TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST))
4475       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
4476         (op @0 (convert @1))
4477         (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
4478          (convert (op (convert:utype @0)
4479                       (convert:utype @1))))))))
4481 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
4482    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
4483    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
4484    to unsigned types to avoid introducing undefined behavior for the
4485    arithmetic operation.  */
4486 (for op (minus plus)
4487  (simplify
4488   (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
4489   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4490        /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
4491           so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
4492        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4493        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4494        /* The precision of the type of each operand must match the
4495           precision of the mode of each operand, similarly for the
4496           result.  */
4497        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
4498        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
4499        && type_has_mode_precision_p (type)
4500        /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
4501        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4502        && types_match (@0, @1)
4503        && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
4504            <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
4505        && (wi::to_wide (@4)
4506            & wi::mask (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)),
4507                        true, TYPE_PRECISION (type))) == 0)
4508    (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
4509     (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
4510      (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4))))
4511     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
4512      (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
4513                (convert:utype @4))))))))
4515 /* Transform (@0 < @1 and @0 < @2) to use min, 
4516    (@0 > @1 and @0 > @2) to use max */
4517 (for op (lt le gt ge)
4518      ext (min min max max)
4519  (simplify
4520   (bit_and (op:cs @0 @1) (op:cs @0 @2))
4521   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4522        && TREE_CODE (@0) != INTEGER_CST)
4523    (op @0 (ext @1 @2)))))
4525 (simplify
4526  /* signbit(x) -> 0 if x is nonnegative.  */
4527  (SIGNBIT tree_expr_nonnegative_p@0)
4528  { integer_zero_node; })
4530 (simplify
4531  /* signbit(x) -> x<0 if x doesn't have signed zeros.  */
4532  (SIGNBIT @0)
4533  (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@0))
4534   (convert (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))))
4536 /* Transform comparisons of the form X +- C1 CMP C2 to X CMP C2 -+ C1.  */
4537 (for cmp (eq ne)
4538  (for op (plus minus)
4539       rop (minus plus)
4540   (simplify
4541    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4542    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
4543         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
4544         && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@0))
4545         && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@0)))
4546     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
4547      (if (TREE_OVERFLOW (res)
4548           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
4549       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
4550       (if (single_use (@3))
4551        (cmp @0 { TREE_OVERFLOW (res)
4552                  ? drop_tree_overflow (res) : res; }))))))))
4553 (for cmp (lt le gt ge)
4554  (for op (plus minus)
4555       rop (minus plus)
4556   (simplify
4557    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4558    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
4559         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
4560     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
4561      (if (TREE_OVERFLOW (res))
4562       {
4563         fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
4564                                 "when simplifying conditional to constant"),
4565                                WARN_STRICT_OVERFLOW_CONDITIONAL);
4566         bool less = cmp == LE_EXPR || cmp == LT_EXPR;
4567         /* wi::ges_p (@2, 0) should be sufficient for a signed type.  */
4568         bool ovf_high = wi::lt_p (wi::to_wide (@1), 0,
4569                                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
4570                         != (op == MINUS_EXPR);
4571         constant_boolean_node (less == ovf_high, type);
4572       }
4573       (if (single_use (@3))
4574        (with
4575         {
4576           fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
4577                                   "when changing X +- C1 cmp C2 to "
4578                                   "X cmp C2 -+ C1"),
4579                                  WARN_STRICT_OVERFLOW_COMPARISON);
4580         }
4581         (cmp @0 { res; })))))))))
4583 /* Canonicalizations of BIT_FIELD_REFs.  */
4585 (simplify
4586  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2)
4587  (switch
4588   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == COMPLEX_TYPE
4589        && tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
4590    (switch
4591     (if (integer_zerop (@2))
4592      (view_convert (realpart @0)))
4593     (if (tree_int_cst_equal (@2, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
4594      (view_convert (imagpart @0)))))
4595   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4596        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
4597        /* On GIMPLE this should only apply to register arguments.  */
4598        && (! GIMPLE || is_gimple_reg (@0))
4599        /* A bit-field-ref that referenced the full argument can be stripped.  */
4600        && ((compare_tree_int (@1, TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))) == 0
4601             && integer_zerop (@2))
4602            /* Low-parts can be reduced to integral conversions.
4603               ???  The following doesn't work for PDP endian.  */
4604            || (BYTES_BIG_ENDIAN == WORDS_BIG_ENDIAN
4605                /* Don't even think about BITS_BIG_ENDIAN.  */
4606                && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) % BITS_PER_UNIT == 0
4607                && TYPE_PRECISION (type) % BITS_PER_UNIT == 0
4608                && compare_tree_int (@2, (BYTES_BIG_ENDIAN
4609                                          ? (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4610                                             - TYPE_PRECISION (type))
4611                                          : 0)) == 0)))
4612    (convert @0))))
4614 /* Simplify vector extracts.  */
4616 (simplify
4617  (BIT_FIELD_REF CONSTRUCTOR@0 @1 @2)
4618  (if (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4619       && (types_match (type, TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
4620           || (VECTOR_TYPE_P (type)
4621               && types_match (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
4622   (with
4623    {
4624      tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
4625                   ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0);
4626      tree eltype = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor));
4627      unsigned HOST_WIDE_INT width = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (eltype));
4628      unsigned HOST_WIDE_INT n = tree_to_uhwi (@1);
4629      unsigned HOST_WIDE_INT idx = tree_to_uhwi (@2);
4630    }
4631    (if (n != 0
4632         && (idx % width) == 0
4633         && (n % width) == 0
4634         && known_le ((idx + n) / width,
4635                      TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (ctor))))
4636     (with
4637      {
4638        idx = idx / width;
4639        n = n / width;
4640        /* Constructor elements can be subvectors.  */
4641        poly_uint64 k = 1;
4642        if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) != 0)
4643          {
4644            tree cons_elem = TREE_TYPE (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value);
4645            if (TREE_CODE (cons_elem) == VECTOR_TYPE)
4646              k = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (cons_elem);
4647          }
4648        unsigned HOST_WIDE_INT elt, count, const_k;
4649      }
4650      (switch
4651       /* We keep an exact subset of the constructor elements.  */
4652       (if (multiple_p (idx, k, &elt) && multiple_p (n, k, &count))
4653        (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
4654         { build_constructor (type, NULL); }
4655         (if (count == 1)
4656          (if (elt < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor))
4657           (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt)->value; })
4658           { build_zero_cst (type); })
4659          {
4660            vec<constructor_elt, va_gc> *vals;
4661            vec_alloc (vals, count);
4662            for (unsigned i = 0;
4663                 i < count && elt + i < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor); ++i)
4664              CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (vals, NULL_TREE,
4665                                      CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt + i)->value);
4666            build_constructor (type, vals);
4667          })))
4668       /* The bitfield references a single constructor element.  */
4669       (if (k.is_constant (&const_k)
4670            && idx + n <= (idx / const_k + 1) * const_k)
4671        (switch
4672         (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) <= idx / const_k)
4673          { build_zero_cst (type); })
4674         (if (n == const_k)
4675          (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }))
4676         (BIT_FIELD_REF { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }
4677                        @1 { bitsize_int ((idx % const_k) * width); })))))))))
4679 /* Simplify a bit extraction from a bit insertion for the cases with
4680    the inserted element fully covering the extraction or the insertion
4681    not touching the extraction.  */
4682 (simplify
4683  (BIT_FIELD_REF (bit_insert @0 @1 @ipos) @rsize @rpos)
4684  (with
4685   {
4686     unsigned HOST_WIDE_INT isize;
4687     if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
4688       isize = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
4689     else
4690       isize = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1)));
4691   }
4692   (switch
4693    (if (wi::leu_p (wi::to_wide (@ipos), wi::to_wide (@rpos))
4694         && wi::leu_p (wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize),
4695                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
4696     (BIT_FIELD_REF @1 @rsize { wide_int_to_tree (bitsizetype,
4697                                                  wi::to_wide (@rpos)
4698                                                  - wi::to_wide (@ipos)); }))
4699    (if (wi::geu_p (wi::to_wide (@ipos),
4700                    wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize))
4701         || wi::geu_p (wi::to_wide (@rpos),
4702                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
4703     (BIT_FIELD_REF @0 @rsize @rpos)))))