Fix typo in t-dimode
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blobe14f97ee1cda805f4e416a236de0d1770e9c933d
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) 2014-2021 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    initializer_each_zero_or_onep
33    CONSTANT_CLASS_P
34    tree_expr_nonnegative_p
35    tree_expr_nonzero_p
36    integer_valued_real_p
37    integer_pow2p
38    uniform_integer_cst_p
39    HONOR_NANS
40    uniform_vector_p
41    expand_vec_cmp_expr_p
42    bitmask_inv_cst_vector_p)
44 /* Operator lists.  */
45 (define_operator_list tcc_comparison
46   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
47 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
48   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
49 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
50   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
51 (define_operator_list swapped_tcc_comparison
52   gt   ge   eq ne le   lt   unordered ordered   ungt unge unlt unle uneq ltgt)
53 (define_operator_list simple_comparison         lt   le   eq ne ge   gt)
54 (define_operator_list swapped_simple_comparison gt   ge   eq ne le   lt)
56 #include "cfn-operators.pd"
58 /* Define operand lists for math rounding functions {,i,l,ll}FN,
59    where the versions prefixed with "i" return an int, those prefixed with
60    "l" return a long and those prefixed with "ll" return a long long.
62    Also define operand lists:
64      X<FN>F for all float functions, in the order i, l, ll
65      X<FN> for all double functions, in the same order
66      X<FN>L for all long double functions, in the same order.  */
67 #define DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN(FN) \
68   (define_operator_list X##FN##F BUILT_IN_I##FN##F \
69                                  BUILT_IN_L##FN##F \
70                                  BUILT_IN_LL##FN##F) \
71   (define_operator_list X##FN BUILT_IN_I##FN \
72                               BUILT_IN_L##FN \
73                               BUILT_IN_LL##FN) \
74   (define_operator_list X##FN##L BUILT_IN_I##FN##L \
75                                  BUILT_IN_L##FN##L \
76                                  BUILT_IN_LL##FN##L)
78 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (FLOOR)
79 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (CEIL)
80 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (ROUND)
81 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (RINT)
83 /* Unary operations and their associated IFN_COND_* function.  */
84 (define_operator_list UNCOND_UNARY
85   negate)
86 (define_operator_list COND_UNARY
87   IFN_COND_NEG)
89 /* Binary operations and their associated IFN_COND_* function.  */
90 (define_operator_list UNCOND_BINARY
91   plus minus
92   mult trunc_div trunc_mod rdiv
93   min max
94   IFN_FMIN IFN_FMAX
95   bit_and bit_ior bit_xor
96   lshift rshift)
97 (define_operator_list COND_BINARY
98   IFN_COND_ADD IFN_COND_SUB
99   IFN_COND_MUL IFN_COND_DIV IFN_COND_MOD IFN_COND_RDIV
100   IFN_COND_MIN IFN_COND_MAX
101   IFN_COND_FMIN IFN_COND_FMAX
102   IFN_COND_AND IFN_COND_IOR IFN_COND_XOR
103   IFN_COND_SHL IFN_COND_SHR)
105 /* Same for ternary operations.  */
106 (define_operator_list UNCOND_TERNARY
107   IFN_FMA IFN_FMS IFN_FNMA IFN_FNMS)
108 (define_operator_list COND_TERNARY
109   IFN_COND_FMA IFN_COND_FMS IFN_COND_FNMA IFN_COND_FNMS)
111 /* __atomic_fetch_or_*, __atomic_fetch_xor_*, __atomic_xor_fetch_*  */
112 (define_operator_list ATOMIC_FETCH_OR_XOR_N
113   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_OR_1 BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_OR_2
114   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_OR_4 BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_OR_8
115   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_OR_16
116   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_XOR_1 BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_XOR_2
117   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_XOR_4 BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_XOR_8
118   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_XOR_16
119   BUILT_IN_ATOMIC_XOR_FETCH_1 BUILT_IN_ATOMIC_XOR_FETCH_2
120   BUILT_IN_ATOMIC_XOR_FETCH_4 BUILT_IN_ATOMIC_XOR_FETCH_8
121   BUILT_IN_ATOMIC_XOR_FETCH_16)
122 /* __sync_fetch_and_or_*, __sync_fetch_and_xor_*, __sync_xor_and_fetch_*  */
123 (define_operator_list SYNC_FETCH_OR_XOR_N
124   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_OR_1 BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_OR_2
125   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_OR_4 BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_OR_8
126   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_OR_16
127   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_XOR_1 BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_XOR_2
128   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_XOR_4 BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_XOR_8
129   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_XOR_16
130   BUILT_IN_SYNC_XOR_AND_FETCH_1 BUILT_IN_SYNC_XOR_AND_FETCH_2
131   BUILT_IN_SYNC_XOR_AND_FETCH_4 BUILT_IN_SYNC_XOR_AND_FETCH_8
132   BUILT_IN_SYNC_XOR_AND_FETCH_16)
133 /* __atomic_fetch_and_*.  */
134 (define_operator_list ATOMIC_FETCH_AND_N
135   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_AND_1 BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_AND_2
136   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_AND_4 BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_AND_8
137   BUILT_IN_ATOMIC_FETCH_AND_16)
138 /* __sync_fetch_and_and_*.  */
139 (define_operator_list SYNC_FETCH_AND_AND_N
140   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_AND_1 BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_AND_2
141   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_AND_4 BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_AND_8
142   BUILT_IN_SYNC_FETCH_AND_AND_16)
144 /* With nop_convert? combine convert? and view_convert? in one pattern
145    plus conditionalize on tree_nop_conversion_p conversions.  */
146 (match (nop_convert @0)
147  (convert @0)
148  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))))
149 (match (nop_convert @0)
150  (view_convert @0)
151  (if (VECTOR_TYPE_P (type) && VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
152       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
153                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0)))
154       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
156 /* Transform likes of (char) ABS_EXPR <(int) x> into (char) ABSU_EXPR <x>
157    ABSU_EXPR returns unsigned absolute value of the operand and the operand
158    of the ABSU_EXPR will have the corresponding signed type.  */
159 (simplify (abs (convert @0))
160  (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
161       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
162       && element_precision (type) > element_precision (TREE_TYPE (@0)))
163   (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
164    (convert (absu:utype @0)))))
166 #if GIMPLE
167 /* Optimize (X + (X >> (prec - 1))) ^ (X >> (prec - 1)) into abs (X).  */
168 (simplify
169  (bit_xor:c (plus:c @0 (rshift@2 @0 INTEGER_CST@1)) @2)
170  (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
171       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
172       && wi::to_widest (@1) == element_precision (TREE_TYPE (@0)) - 1)
173   (abs @0)))
174 #endif
176 /* Simplifications of operations with one constant operand and
177    simplifications to constants or single values.  */
179 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
180   (simplify
181     (op @0 integer_zerop)
182     (non_lvalue @0)))
184 /* 0 +p index -> (type)index */
185 (simplify
186  (pointer_plus integer_zerop @1)
187  (non_lvalue (convert @1)))
189 /* ptr - 0 -> (type)ptr */
190 (simplify
191  (pointer_diff @0 integer_zerop)
192  (convert @0))
194 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
195    Likewise if the operands are reversed.  */
196 (simplify
197  (plus:c @0 real_zerop@1)
198  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, @1, 0))
199   (non_lvalue @0)))
201 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
202 (simplify
203  (minus @0 real_zerop@1)
204  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, @1, 1))
205   (non_lvalue @0)))
207 /* Even if the fold_real_zero_addition_p can't simplify X + 0.0
208    into X, we can optimize (X + 0.0) + 0.0 or (X + 0.0) - 0.0
209    or (X - 0.0) + 0.0 into X + 0.0 and (X - 0.0) - 0.0 into X - 0.0
210    if not -frounding-math.  For sNaNs the first operation would raise
211    exceptions but turn the result into qNan, so the second operation
212    would not raise it.   */
213 (for inner_op (plus minus)
214  (for outer_op (plus minus)
215   (simplify
216    (outer_op (inner_op@3 @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
217     (if (real_zerop (@1)
218          && real_zerop (@2)
219          && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type))
220      (with { bool inner_plus = ((inner_op == PLUS_EXPR)
221                                 ^ REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)));
222              bool outer_plus
223                = ((outer_op == PLUS_EXPR)
224                   ^ REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@2))); }
225       (if (outer_plus && !inner_plus)
226        (outer_op @0 @2)
227        @3))))))
229 /* Simplify x - x.
230    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
231    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
232    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
233    is volatile.  */
234 (simplify
235  (minus @0 @0)
236  (if (!FLOAT_TYPE_P (type)
237       || (!tree_expr_maybe_nan_p (@0)
238           && !tree_expr_maybe_infinite_p (@0)))
239   { build_zero_cst (type); }))
240 (simplify
241  (pointer_diff @@0 @0)
242  { build_zero_cst (type); })
244 (simplify
245  (mult @0 integer_zerop@1)
246  @1)
248 /* -x == x -> x == 0 */
249 (for cmp (eq ne)
250  (simplify
251   (cmp:c @0 (negate @0))
252    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
253         && !TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE(@0)))
254     (cmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE(@0)); }))))
256 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
257    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
258    same in modes with signed zeros, since multiplying a
259    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
260 (simplify
261  (mult @0 real_zerop@1)
262  (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0)
263       && !tree_expr_maybe_real_minus_zero_p (@0)
264       && !tree_expr_maybe_real_minus_zero_p (@1))
265   @1))
267 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
268    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
269 (simplify
270  (mult @0 real_onep)
271  (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0)
272       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
273           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
274   (non_lvalue @0)))
276 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
277 (simplify
278  (mult @0 real_minus_onep)
279   (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0)
280        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
281            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
282    (negate @0)))
284 /* Transform { 0 or 1 } * { 0 or 1 } into { 0 or 1 } & { 0 or 1 } */
285 (simplify
286  (mult SSA_NAME@1 SSA_NAME@2)
287   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
288        && get_nonzero_bits (@1) == 1
289        && get_nonzero_bits (@2) == 1)
290    (bit_and @1 @2)))
292 /* Transform x * { 0 or 1, 0 or 1, ... } into x & { 0 or -1, 0 or -1, ...},
293    unless the target has native support for the former but not the latter.  */
294 (simplify
295  (mult @0 VECTOR_CST@1)
296  (if (initializer_each_zero_or_onep (@1)
297       && !HONOR_SNANS (type)
298       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
299   (with { tree itype = FLOAT_TYPE_P (type) ? unsigned_type_for (type) : type; }
300    (if (itype
301         && (!VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (type))
302             || (VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (itype))
303                 && optab_handler (and_optab,
304                                   TYPE_MODE (itype)) != CODE_FOR_nothing)))
305     (view_convert (bit_and:itype (view_convert @0)
306                                  (ne @1 { build_zero_cst (type); })))))))
308 (for cmp (gt ge lt le)
309      outp (convert convert negate negate)
310      outn (negate negate convert convert)
311  /* Transform X * (X > 0.0 ? 1.0 : -1.0) into abs(X). */
312  /* Transform X * (X >= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into abs(X). */
313  /* Transform X * (X < 0.0 ? 1.0 : -1.0) into -abs(X). */
314  /* Transform X * (X <= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into -abs(X). */
315  (simplify
316   (mult:c @0 (cond (cmp @0 real_zerop) real_onep@1 real_minus_onep))
317   (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
318    (outp (abs @0))))
319  /* Transform X * (X > 0.0 ? -1.0 : 1.0) into -abs(X). */
320  /* Transform X * (X >= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into -abs(X). */
321  /* Transform X * (X < 0.0 ? -1.0 : 1.0) into abs(X). */
322  /* Transform X * (X <= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into abs(X). */
323  (simplify
324   (mult:c @0 (cond (cmp @0 real_zerop) real_minus_onep real_onep@1))
325   (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
326    (outn (abs @0)))))
328 /* Transform X * copysign (1.0, X) into abs(X). */
329 (simplify
330  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep @0))
331  (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
332   (abs @0)))
334 /* Transform X * copysign (1.0, -X) into -abs(X). */
335 (simplify
336  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep (negate @0)))
337  (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
338   (negate (abs @0))))
340 /* Transform copysign (CST, X) into copysign (ABS(CST), X). */
341 (simplify
342  (COPYSIGN_ALL REAL_CST@0 @1)
343  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@0)))
344   (COPYSIGN_ALL (negate @0) @1)))
346 /* X * 1, X / 1 -> X.  */
347 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
348   (simplify
349     (op @0 integer_onep)
350     (non_lvalue @0)))
352 /* (A / (1 << B)) -> (A >> B).
353    Only for unsigned A.  For signed A, this would not preserve rounding
354    toward zero.
355    For example: (-1 / ( 1 << B)) !=  -1 >> B.
356    Also also widening conversions, like:
357    (A / (unsigned long long) (1U << B)) -> (A >> B)
358    or
359    (A / (unsigned long long) (1 << B)) -> (A >> B).
360    If the left shift is signed, it can be done only if the upper bits
361    of A starting from shift's type sign bit are zero, as
362    (unsigned long long) (1 << 31) is -2147483648ULL, not 2147483648ULL,
363    so it is valid only if A >> 31 is zero.  */
364 (simplify
365  (trunc_div (convert?@0 @3) (convert2? (lshift integer_onep@1 @2)))
366  (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
367       && (!VECTOR_TYPE_P (type)
368           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_vector)
369           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_scalar))
370       && (useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
371           || (element_precision (type) >= element_precision (TREE_TYPE (@1))
372               && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
373                   || (element_precision (type)
374                       == element_precision (TREE_TYPE (@1)))
375                   || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
376                       && (tree_nonzero_bits (@0)
377                           & wi::mask (element_precision (TREE_TYPE (@1)) - 1,
378                                       true,
379                                       element_precision (type))) == 0)))))
380    (if (!VECTOR_TYPE_P (type)
381         && useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1))
382         && element_precision (TREE_TYPE (@3)) < element_precision (type))
383     (convert (rshift @3 @2))
384     (rshift @0 @2))))
386 /* Preserve explicit divisions by 0: the C++ front-end wants to detect
387    undefined behavior in constexpr evaluation, and assuming that the division
388    traps enables better optimizations than these anyway.  */
389 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
390  /* 0 / X is always zero.  */
391  (simplify
392   (div integer_zerop@0 @1)
393   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
394   (if (!integer_zerop (@1))
395    @0))
396  /* X / -1 is -X.  */
397  (simplify
398   (div @0 integer_minus_onep@1)
399   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
400    (negate @0)))
401  /* X / bool_range_Y is X.  */ 
402  (simplify
403   (div @0 SSA_NAME@1)
404   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && ssa_name_has_boolean_range (@1))
405    @0))
406  /* X / X is one.  */
407  (simplify
408   (div @0 @0)
409   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.
410      And not for _Fract types where we can't build 1.  */
411   (if (!integer_zerop (@0) && !ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
412    { build_one_cst (type); }))
413  /* X / abs (X) is X < 0 ? -1 : 1.  */
414  (simplify
415    (div:C @0 (abs @0))
416    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
417         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
418     (cond (lt @0 { build_zero_cst (type); })
419           { build_minus_one_cst (type); } { build_one_cst (type); })))
420  /* X / -X is -1.  */
421  (simplify
422    (div:C @0 (negate @0))
423    (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
424         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
425     { build_minus_one_cst (type); })))
427 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
428    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
429 (simplify
430  (floor_div @0 @1)
431  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
432       && TYPE_UNSIGNED (type))
433   (trunc_div @0 @1)))
435 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
436    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
437 (for div (trunc_div exact_div)
438  (simplify
439   (div (div@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
440   (with {
441     wi::overflow_type overflow;
442     wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
443                             TYPE_SIGN (type), &overflow);
444    }
445    (if (div == EXACT_DIV_EXPR
446         || optimize_successive_divisions_p (@2, @3))
447     (if (!overflow)
448      (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
449      (if (TYPE_UNSIGNED (type)
450           || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
451       { build_zero_cst (type); }))))))
453 /* Combine successive multiplications.  Similar to above, but handling
454    overflow is different.  */
455 (simplify
456  (mult (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
457  (with {
458    wi::overflow_type overflow;
459    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
460                            TYPE_SIGN (type), &overflow);
461   }
462   /* Skip folding on overflow: the only special case is @1 * @2 == -INT_MIN,
463      otherwise undefined overflow implies that @0 must be zero.  */
464   (if (!overflow || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
465    (mult @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))))
467 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
468    NaNs or Infinities.  */
469 (simplify
470  (rdiv @0 @0)
471  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
472       && ! HONOR_NANS (type)
473       && ! HONOR_INFINITIES (type))
474   { build_one_cst (type); }))
476 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
477    NaNs or Infinities.  */
478 (simplify
479  (rdiv:C @0 (negate @0))
480  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
481       && ! HONOR_NANS (type)
482       && ! HONOR_INFINITIES (type))
483   { build_minus_one_cst (type); }))
485 /* PR71078: x / abs(x) -> copysign (1.0, x) */
486 (simplify
487  (rdiv:C (convert? @0) (convert? (abs @0)))
488   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
489        && ! HONOR_NANS (type)
490        && ! HONOR_INFINITIES (type))
491    (switch
492     (if (types_match (type, float_type_node))
493      (BUILT_IN_COPYSIGNF { build_one_cst (type); } (convert @0)))
494     (if (types_match (type, double_type_node))
495      (BUILT_IN_COPYSIGN { build_one_cst (type); } (convert @0)))
496     (if (types_match (type, long_double_type_node))
497      (BUILT_IN_COPYSIGNL { build_one_cst (type); } (convert @0))))))
499 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
500 (simplify
501  (rdiv @0 real_onep)
502  (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
503   (non_lvalue @0)))
505 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
506 (simplify
507  (rdiv @0 real_minus_onep)
508  (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
509   (negate @0)))
511 (if (flag_reciprocal_math)
512  /* Convert (A/B)/C to A/(B*C). */
513  (simplify
514   (rdiv (rdiv:s @0 @1) @2)
515   (rdiv @0 (mult @1 @2)))
517  /* Canonicalize x / (C1 * y) to (x * C2) / y.  */
518  (simplify
519   (rdiv @0 (mult:s @1 REAL_CST@2))
520   (with
521    { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @2); }
522    (if (tem)
523     (rdiv (mult @0 { tem; } ) @1))))
525  /* Convert A/(B/C) to (A/B)*C  */
526  (simplify
527   (rdiv @0 (rdiv:s @1 @2))
528    (mult (rdiv @0 @1) @2)))
530 /* Simplify x / (- y) to -x / y.  */
531 (simplify
532  (rdiv @0 (negate @1))
533  (rdiv (negate @0) @1))
535 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
536  /* Simplify (C / x op 0.0) to x op 0.0 for C != 0, C != Inf/Nan.
537     Since C / x may underflow to zero, do this only for unsafe math.  */
538  (for op (lt le gt ge)
539       neg_op (gt ge lt le)
540   (simplify
541    (op (rdiv REAL_CST@0 @1) real_zerop@2)
542    (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@1) && !HONOR_INFINITIES (@1))
543     (switch
544      (if (real_less (&dconst0, TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
545       (op @1 @2))
546      /* For C < 0, use the inverted operator.  */
547      (if (real_less (TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0))
548       (neg_op @1 @2)))))))
550 /* Optimize (X & (-A)) / A where A is a power of 2, to X >> log2(A) */
551 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
552  (simplify
553   (div (convert? (bit_and @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
554   (if (integer_pow2p (@2)
555        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
556        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
557        && wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@1) == 0)
558    (rshift (convert @0)
559            { build_int_cst (integer_type_node,
560                             wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))); }))))
562 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
563    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
564    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
565    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
566    tell if it is or not in a portable manner.  */
567 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
568  (simplify
569   (rdiv @0 cst@1)
570   (if (optimize)
571    (if (flag_reciprocal_math
572         && !real_zerop (@1))
573     (with
574      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
575      (if (tem)
576       (mult @0 { tem; } )))
577     (if (cst != COMPLEX_CST)
578      (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
579       (if (inverse)
580        (mult @0 { inverse; } ))))))))
582 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
583  /* 0 % X is always zero.  */
584  (simplify
585   (mod integer_zerop@0 @1)
586   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
587   (if (!integer_zerop (@1))
588    @0))
589  /* X % 1 is always zero.  */
590  (simplify
591   (mod @0 integer_onep)
592   { build_zero_cst (type); })
593  /* X % -1 is zero.  */
594  (simplify
595   (mod @0 integer_minus_onep@1)
596   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
597    { build_zero_cst (type); }))
598  /* X % X is zero.  */
599  (simplify
600   (mod @0 @0)
601   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
602   (if (!integer_zerop (@0))
603    { build_zero_cst (type); }))
604  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
605  (simplify
606   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
607   @2)
608  /* From extract_muldiv_1: (X * C1) % C2 is zero if C1 is a multiple of C2.  */
609  (simplify
610   (mod (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
611   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
612        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
613        && wi::multiple_of_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
614                              TYPE_SIGN (type)))
615    { build_zero_cst (type); }))
616  /* For (X % C) == 0, if X is signed and C is power of 2, use unsigned
617     modulo and comparison, since it is simpler and equivalent.  */
618  (for cmp (eq ne)
619   (simplify
620    (cmp (mod @0 integer_pow2p@2) integer_zerop@1)
621    (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
622     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
623      (cmp (mod (convert:utype @0) (convert:utype @2)) (convert:utype @1)))))))
625 /* X % -C is the same as X % C.  */
626 (simplify
627  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
628   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
629        && !TREE_OVERFLOW (@1)
630        && wi::neg_p (wi::to_wide (@1))
631        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
632        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
633        && !sign_bit_p (@1, @1))
634    (trunc_mod @0 (negate @1))))
636 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
637 (simplify
638  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
639  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
640       && !TYPE_UNSIGNED (type)
641       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
642       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
643       /* Avoid this transformation if X might be INT_MIN or
644          Y might be -1, because we would then change valid
645          INT_MIN % -(-1) into invalid INT_MIN % -1.  */
646       && (expr_not_equal_to (@0, wi::to_wide (TYPE_MIN_VALUE (type)))
647           || expr_not_equal_to (@1, wi::minus_one (TYPE_PRECISION
648                                                         (TREE_TYPE (@1))))))
649   (trunc_mod @0 (convert @1))))
651 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
652 (simplify
653  (minus (convert1? @0) (convert2? (mult:c (trunc_div @@0 @@1) @1)))
654  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
655   (convert (trunc_mod @0 @1))))
657 /* x * (1 + y / x) - y -> x - y % x */
658 (simplify
659  (minus (mult:cs @0 (plus:s (trunc_div:s @1 @0) integer_onep)) @1)
660  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
661   (minus @0 (trunc_mod @1 @0))))
663 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
664    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
665    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
666    to A & ((C << N) - 1).
667    Also optimize "A shift (B % C)", if C is a power of 2, to
668    "A shift (B & (C - 1))".  SHIFT operation include "<<" and ">>"
669    and assume (B % C) is nonnegative as shifts negative values would
670    be UB.  */
671 (match (power_of_two_cand @1)
672  INTEGER_CST@1)
673 (match (power_of_two_cand @1)
674  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
675 (for mod (trunc_mod floor_mod)
676  (for shift (lshift rshift)
677   (simplify
678    (shift @0 (mod @1 (power_of_two_cand@2 @3)))
679    (if (integer_pow2p (@3) && tree_int_cst_sgn (@3) > 0)
680     (shift @0 (bit_and @1 (minus @2 { build_int_cst (TREE_TYPE (@2),
681                                                       1); }))))))
682  (simplify
683   (mod @0 (convert? (power_of_two_cand@1 @2)))
684   (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
685        /* Allow any integral conversions of the divisor, except
686           conversion from narrower signed to wider unsigned type
687           where if @1 would be negative power of two, the divisor
688           would not be a power of two.  */
689        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
690        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
691        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
692            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
693            || !TYPE_UNSIGNED (type))
694        && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
695    (with { tree utype = TREE_TYPE (@1);
696            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (utype))
697              utype = unsigned_type_for (utype); }
698     (bit_and @0 (convert (minus (convert:utype @1)
699                                 { build_one_cst (utype); })))))))
701 /* Simplify (unsigned t * 2)/2 -> unsigned t & 0x7FFFFFFF.  */
702 (simplify
703  (trunc_div (mult @0 integer_pow2p@1) @1)
704  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
705   (bit_and @0 { wide_int_to_tree
706                 (type, wi::mask (TYPE_PRECISION (type)
707                                  - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)),
708                                  false, TYPE_PRECISION (type))); })))
710 /* Simplify (unsigned t / 2) * 2 -> unsigned t & ~1.  */
711 (simplify
712  (mult (trunc_div @0 integer_pow2p@1) @1)
713  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
714   (bit_and @0 (negate @1))))
716 /* Simplify (t * 2) / 2) -> t.  */
717 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
718  (simplify
719   (div (mult:c @0 @1) @1)
720   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type))
721    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
722     @0
723 #if GIMPLE
724     (with
725      {
726        bool overflowed = true;
727        value_range vr0, vr1;
728        if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
729            && get_global_range_query ()->range_of_expr (vr0, @0)
730            && get_global_range_query ()->range_of_expr (vr1, @1)
731            && vr0.kind () == VR_RANGE
732            && vr1.kind () == VR_RANGE)
733          {
734            wide_int wmin0 = vr0.lower_bound ();
735            wide_int wmax0 = vr0.upper_bound ();
736            wide_int wmin1 = vr1.lower_bound ();
737            wide_int wmax1 = vr1.upper_bound ();
738            /* If the multiplication can't overflow/wrap around, then
739               it can be optimized too.  */
740            wi::overflow_type min_ovf, max_ovf;
741            wi::mul (wmin0, wmin1, TYPE_SIGN (type), &min_ovf);
742            wi::mul (wmax0, wmax1, TYPE_SIGN (type), &max_ovf);
743            if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
744              {
745                wi::mul (wmin0, wmax1, TYPE_SIGN (type), &min_ovf);
746                wi::mul (wmax0, wmin1, TYPE_SIGN (type), &max_ovf);
747                if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
748                  overflowed = false;
749              }
750          }
751      }
752     (if (!overflowed)
753      @0))
754 #endif
755    ))))
757 (for op (negate abs)
758  /* Simplify cos(-x) and cos(|x|) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
759  (for coss (COS COSH)
760   (simplify
761    (coss (op @0))
762     (coss @0)))
763  /* Simplify pow(-x, y) and pow(|x|,y) -> pow(x,y) if y is an even integer.  */
764  (for pows (POW)
765   (simplify
766    (pows (op @0) REAL_CST@1)
767    (with { HOST_WIDE_INT n; }
768     (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
769      (pows @0 @1)))))
770  /* Likewise for powi.  */
771  (for pows (POWI)
772   (simplify
773    (pows (op @0) INTEGER_CST@1)
774    (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
775     (pows @0 @1))))
776  /* Strip negate and abs from both operands of hypot.  */
777  (for hypots (HYPOT)
778   (simplify
779    (hypots (op @0) @1)
780    (hypots @0 @1))
781   (simplify
782    (hypots @0 (op @1))
783    (hypots @0 @1)))
784  /* copysign(-x, y) and copysign(abs(x), y) -> copysign(x, y).  */
785  (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
786   (simplify
787    (copysigns (op @0) @1)
788    (copysigns @0 @1))))
790 /* abs(x)*abs(x) -> x*x.  Should be valid for all types.  */
791 (simplify
792  (mult (abs@1 @0) @1)
793  (mult @0 @0))
795 /* Convert absu(x)*absu(x) -> x*x.  */
796 (simplify
797  (mult (absu@1 @0) @1)
798  (mult (convert@2 @0) @2))
800 /* cos(copysign(x, y)) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
801 (for coss (COS COSH)
802      copysigns (COPYSIGN)
803  (simplify
804   (coss (copysigns @0 @1))
805    (coss @0)))
807 /* pow(copysign(x, y), z) -> pow(x, z) if z is an even integer.  */
808 (for pows (POW)
809      copysigns (COPYSIGN)
810  (simplify
811   (pows (copysigns @0 @2) REAL_CST@1)
812   (with { HOST_WIDE_INT n; }
813    (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
814     (pows @0 @1)))))
815 /* Likewise for powi.  */
816 (for pows (POWI)
817      copysigns (COPYSIGN)
818  (simplify
819   (pows (copysigns @0 @2) INTEGER_CST@1)
820   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
821    (pows @0 @1))))
823 (for hypots (HYPOT)
824      copysigns (COPYSIGN)
825  /* hypot(copysign(x, y), z) -> hypot(x, z).  */
826  (simplify
827   (hypots (copysigns @0 @1) @2)
828   (hypots @0 @2))
829  /* hypot(x, copysign(y, z)) -> hypot(x, y).  */
830  (simplify
831   (hypots @0 (copysigns @1 @2))
832   (hypots @0 @1)))
834 /* copysign(x, CST) -> [-]abs (x).  */
835 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
836  (simplify
837   (copysigns @0 REAL_CST@1)
838   (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
839    (negate (abs @0))
840    (abs @0))))
842 /* copysign(copysign(x, y), z) -> copysign(x, z).  */
843 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
844  (simplify
845   (copysigns (copysigns @0 @1) @2)
846   (copysigns @0 @2)))
848 /* copysign(x,y)*copysign(x,y) -> x*x.  */
849 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
850  (simplify
851   (mult (copysigns@2 @0 @1) @2)
852   (mult @0 @0)))
854 /* ccos(-x) -> ccos(x).  Similarly for ccosh.  */
855 (for ccoss (CCOS CCOSH)
856  (simplify
857   (ccoss (negate @0))
858    (ccoss @0)))
860 /* cabs(-x) and cos(conj(x)) -> cabs(x).  */
861 (for ops (conj negate)
862  (for cabss (CABS)
863   (simplify
864    (cabss (ops @0))
865    (cabss @0))))
867 /* Fold (a * (1 << b)) into (a << b)  */
868 (simplify
869  (mult:c @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
870   (if (! FLOAT_TYPE_P (type)
871        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
872    (lshift @0 @2)))
874 /* Fold (1 << (C - x)) where C = precision(type) - 1
875    into ((1 << C) >> x). */
876 (simplify
877  (lshift integer_onep@0 (minus@1 INTEGER_CST@2 @3))
878   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
879        && wi::eq_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (type) - 1)
880        && single_use (@1))
881    (if (TYPE_UNSIGNED (type))
882      (rshift (lshift @0 @2) @3)
883    (with
884     { tree utype = unsigned_type_for (type); }
885     (convert (rshift (lshift (convert:utype @0) @2) @3))))))
887 /* Fold ((type)(a<0)) << SIGNBITOFA into ((type)a) & signbit. */
888 (simplify
889  (lshift (convert (lt @0 integer_zerop@1)) INTEGER_CST@2)
890  (if (TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == SIGNED
891       && wi::eq_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) - 1))
892   (with { wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (type)); }
893    (bit_and (convert @0)
894             { wide_int_to_tree (type,
895                                 wi::lshift (wone, wi::to_wide (@2))); }))))
897 /* Fold (-x >> C) into -(x > 0) where C = precision(type) - 1.  */
898 (for cst (INTEGER_CST VECTOR_CST)
899  (simplify
900   (rshift (negate:s @0) cst@1)
901    (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
902         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
903     (with { tree stype = TREE_TYPE (@1);
904             tree bt = truth_type_for (type);
905             tree zeros = build_zero_cst (type);
906             tree cst = NULL_TREE; }
907      (switch
908       /* Handle scalar case.  */
909       (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
910            /* If we apply the rule to the scalar type before vectorization
911               we will enforce the result of the comparison being a bool
912               which will require an extra AND on the result that will be
913               indistinguishable from when the user did actually want 0
914               or 1 as the result so it can't be removed.  */
915            && canonicalize_math_after_vectorization_p ()
916            && wi::eq_p (wi::to_wide (@1), TYPE_PRECISION (type) - 1))
917        (negate (convert (gt @0 { zeros; }))))
918       /* Handle vector case.  */
919       (if (VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type)
920            /* First check whether the target has the same mode for vector
921               comparison results as it's operands do.  */
922            && TYPE_MODE (bt) == TYPE_MODE (type)
923            /* Then check to see if the target is able to expand the comparison
924               with the given type later on, otherwise we may ICE.  */
925            && expand_vec_cmp_expr_p (type, bt, GT_EXPR)
926            && (cst = uniform_integer_cst_p (@1)) != NULL
927            && wi::eq_p (wi::to_wide (cst), element_precision (type) - 1))
928        (view_convert (gt:bt @0 { zeros; }))))))))
930 /* Fold (C1/X)*C2 into (C1*C2)/X.  */
931 (simplify
932  (mult (rdiv@3 REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
933   (if (flag_associative_math
934        && single_use (@3))
935    (with
936     { tree tem = const_binop (MULT_EXPR, type, @0, @2); }
937     (if (tem)
938      (rdiv { tem; } @1)))))
940 /* Simplify ~X & X as zero.  */
941 (simplify
942  (bit_and:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
943   { build_zero_cst (type); })
945 /* PR71636: Transform x & ((1U << b) - 1) -> x & ~(~0U << b);  */
946 (simplify
947   (bit_and:c @0 (plus:s (lshift:s integer_onep @1) integer_minus_onep))
948   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
949     (bit_and @0 (bit_not (lshift { build_all_ones_cst (type); } @1)))))
951 (for bitop (bit_and bit_ior)
952      cmp (eq ne)
953  /* PR35691: Transform
954     (x == 0 & y == 0) -> (x | typeof(x)(y)) == 0.
955     (x != 0 | y != 0) -> (x | typeof(x)(y)) != 0.  */
956  (simplify
957   (bitop (cmp @0 integer_zerop@2) (cmp @1 integer_zerop))
958    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
959         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
960         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
961     (cmp (bit_ior @0 (convert @1)) @2)))
962  /* Transform:
963     (x == -1 & y == -1) -> (x & typeof(x)(y)) == -1.
964     (x != -1 | y != -1) -> (x & typeof(x)(y)) != -1.  */
965  (simplify
966   (bitop (cmp @0 integer_all_onesp@2) (cmp @1 integer_all_onesp))
967    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
968         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
969         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
970     (cmp (bit_and @0 (convert @1)) @2))))
972 /* Fold (A & ~B) - (A & B) into (A ^ B) - B.  */
973 (simplify
974  (minus (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_and:cs @0 @1))
975   (minus (bit_xor @0 @1) @1))
976 (simplify
977  (minus (bit_and:s @0 INTEGER_CST@2) (bit_and:s @0 INTEGER_CST@1))
978  (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
979   (minus (bit_xor @0 @1) @1)))
981 /* Fold (A & B) - (A & ~B) into B - (A ^ B).  */
982 (simplify
983  (minus (bit_and:cs @0 @1) (bit_and:cs @0 (bit_not @1)))
984   (minus @1 (bit_xor @0 @1)))
986 /* Simplify (X & ~Y) |^+ (~X & Y) -> X ^ Y.  */
987 (for op (bit_ior bit_xor plus)
988  (simplify
989   (op (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_and:c (bit_not @0) @1))
990    (bit_xor @0 @1))
991  (simplify
992   (op:c (bit_and @0 INTEGER_CST@2) (bit_and (bit_not @0) INTEGER_CST@1))
993   (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
994    (bit_xor @0 @1))))
996 /* PR53979: Transform ((a ^ b) | a) -> (a | b) */
997 (simplify
998   (bit_ior:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
999   (bit_ior @0 @1))
1001 /* (a & ~b) | (a ^ b)  -->  a ^ b  */
1002 (simplify
1003  (bit_ior:c (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_xor:c@2 @0 @1))
1004  @2)
1006 /* (a & ~b) ^ ~a  -->  ~(a & b)  */
1007 (simplify
1008  (bit_xor:c (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_not @0))
1009  (bit_not (bit_and @0 @1)))
1011 /* (~a & b) ^ a  -->   (a | b)   */
1012 (simplify
1013  (bit_xor:c (bit_and:cs (bit_not @0) @1) @0)
1014  (bit_ior @0 @1))
1016 /* (a | b) & ~(a ^ b)  -->  a & b  */
1017 (simplify
1018  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_xor:c @0 @1)))
1019  (bit_and @0 @1))
1021 /* a | ~(a ^ b)  -->  a | ~b  */
1022 (simplify
1023  (bit_ior:c @0 (bit_not:s (bit_xor:c @0 @1)))
1024  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
1026 /* (a | b) | (a &^ b)  -->  a | b  */
1027 (for op (bit_and bit_xor)
1028  (simplify
1029   (bit_ior:c (bit_ior@2 @0 @1) (op:c @0 @1))
1030   @2))
1032 /* (a & b) | ~(a ^ b)  -->  ~(a ^ b)  */
1033 (simplify
1034  (bit_ior:c (bit_and:c @0 @1) (bit_not@2 (bit_xor @0 @1)))
1035  @2)
1037 /* ~(~a & b)  -->  a | ~b  */
1038 (simplify
1039  (bit_not (bit_and:cs (bit_not @0) @1))
1040  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
1042 /* ~(~a | b) --> a & ~b */
1043 (simplify
1044  (bit_not (bit_ior:cs (bit_not @0) @1))
1045  (bit_and @0 (bit_not @1)))
1047 /* (a ^ b) & ((b ^ c) ^ a) --> (a ^ b) & ~c */
1048 (simplify
1049  (bit_and:c (bit_xor:c@3 @0 @1) (bit_xor:cs (bit_xor:cs @1 @2) @0))
1050  (bit_and @3 (bit_not @2)))
1052 /* (a ^ b) | ((b ^ c) ^ a) --> (a ^ b) | c */
1053 (simplify
1054  (bit_ior:c (bit_xor:c@3 @0 @1) (bit_xor:c (bit_xor:c @1 @2) @0))
1055  (bit_ior @3 @2))
1057 #if GIMPLE
1058 /* (~X | C) ^ D -> (X | C) ^ (~D ^ C) if (~D ^ C) can be simplified.  */
1059 (simplify
1060  (bit_xor:c (bit_ior:cs (bit_not:s @0) @1) @2)
1061   (bit_xor (bit_ior @0 @1) (bit_xor! (bit_not! @2) @1)))
1063 /* (~X & C) ^ D -> (X & C) ^ (D ^ C) if (D ^ C) can be simplified.  */
1064 (simplify
1065  (bit_xor:c (bit_and:cs (bit_not:s @0) @1) @2)
1066   (bit_xor (bit_and @0 @1) (bit_xor! @2 @1)))
1068 /* Simplify (~X & Y) to X ^ Y if we know that (X & ~Y) is 0.  */
1069 (simplify
1070  (bit_and (bit_not SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
1071  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1072       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
1073   (bit_xor @0 @1)))
1074 #endif
1076 /* For constants M and N, if M == (1LL << cst) - 1 && (N & M) == M,
1077    ((A & N) + B) & M -> (A + B) & M
1078    Similarly if (N & M) == 0,
1079    ((A | N) + B) & M -> (A + B) & M
1080    and for - instead of + (or unary - instead of +)
1081    and/or ^ instead of |.
1082    If B is constant and (B & M) == 0, fold into A & M.  */
1083 (for op (plus minus)
1084  (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1085   (simplify
1086    (bit_and (op:s (bitop:s@0 @3 INTEGER_CST@4) @1) INTEGER_CST@2)
1087     (with
1088      { tree pmop[2];
1089        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, bitop,
1090                                        @3, @4, @1, ERROR_MARK, NULL_TREE,
1091                                        NULL_TREE, pmop); }
1092      (if (utype)
1093       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
1094                             (convert:utype { pmop[1]; }))
1095                         (convert:utype @2))))))
1096   (simplify
1097    (bit_and (op:s @0 (bitop:s@1 @3 INTEGER_CST@4)) INTEGER_CST@2)
1098     (with
1099      { tree pmop[2];
1100        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
1101                                        NULL_TREE, NULL_TREE, @1, bitop, @3,
1102                                        @4, pmop); }
1103      (if (utype)
1104       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
1105                             (convert:utype { pmop[1]; }))
1106                         (convert:utype @2)))))))
1107  (simplify
1108   (bit_and (op:s @0 @1) INTEGER_CST@2)
1109    (with
1110     { tree pmop[2];
1111       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
1112                                       NULL_TREE, NULL_TREE, @1, ERROR_MARK,
1113                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
1114     (if (utype)
1115      (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
1116                            (convert:utype { pmop[1]; }))
1117                        (convert:utype @2)))))))
1118 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1119  (simplify
1120   (bit_and (negate:s (bitop:s@0 @2 INTEGER_CST@3)) INTEGER_CST@1)
1121    (with
1122     { tree pmop[2];
1123       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @1, NEGATE_EXPR, @0,
1124                                       bitop, @2, @3, NULL_TREE, ERROR_MARK,
1125                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
1126     (if (utype)
1127      (convert (bit_and (negate (convert:utype { pmop[0]; }))
1128                        (convert:utype @1)))))))
1130 /* X % Y is smaller than Y.  */
1131 (for cmp (lt ge)
1132  (simplify
1133   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
1134   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1135    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
1136 (for cmp (gt le)
1137  (simplify
1138   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
1139   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1140    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
1142 /* x | ~0 -> ~0  */
1143 (simplify
1144  (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
1145  @1)
1147 /* x | 0 -> x  */
1148 (simplify
1149  (bit_ior @0 integer_zerop)
1150  @0)
1152 /* x & 0 -> 0  */
1153 (simplify
1154  (bit_and @0 integer_zerop@1)
1155  @1)
1157 /* ~x | x -> -1 */
1158 /* ~x ^ x -> -1 */
1159 /* ~x + x -> -1 */
1160 (for op (bit_ior bit_xor plus)
1161  (simplify
1162   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
1163   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1165 /* x ^ x -> 0 */
1166 (simplify
1167   (bit_xor @0 @0)
1168   { build_zero_cst (type); })
1170 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
1171 (simplify
1172   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
1173   (bit_not @0))
1175 /* x & ~0 -> x  */
1176 (simplify
1177  (bit_and @0 integer_all_onesp)
1178   (non_lvalue @0))
1180 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
1181 (for bitop (bit_and bit_ior)
1182  (simplify
1183   (bitop @0 @0)
1184   (non_lvalue @0)))
1186 /* x & C -> x if we know that x & ~C == 0.  */
1187 #if GIMPLE
1188 (simplify
1189  (bit_and SSA_NAME@0 INTEGER_CST@1)
1190  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1191       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
1192   @0))
1193 #endif
1195 /* ~(~X - Y) -> X + Y and ~(~X + Y) -> X - Y.  */
1196 (simplify
1197  (bit_not (minus (bit_not @0) @1))
1198  (plus @0 @1))
1199 (simplify
1200  (bit_not (plus:c (bit_not @0) @1))
1201  (minus @0 @1))
1203 /* ~(X - Y) -> ~X + Y.  */
1204 (simplify
1205  (bit_not (minus:s @0 @1))
1206  (plus (bit_not @0) @1))
1207 (simplify
1208  (bit_not (plus:s @0 INTEGER_CST@1))
1209  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1210        && TYPE_UNSIGNED (type))
1211       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1212           && may_negate_without_overflow_p (@1)))
1213   (plus (bit_not @0) { const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); })))
1215 #if GIMPLE
1216 /* ~X + Y -> (Y - X) - 1.  */
1217 (simplify
1218  (plus:c (bit_not @0) @1)
1219   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
1220        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
1221        /* -1 - X is folded to ~X, so we'd recurse endlessly.  */
1222        && !integer_all_onesp (@1))
1223    (plus (minus @1 @0) { build_minus_one_cst (type); })
1224    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1225         && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1226         && wi::to_wide (@1) != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type),
1227                                               SIGNED))
1228     (minus (plus @1 { build_minus_one_cst (type); }) @0))))
1230 /* ~(X >> Y) -> ~X >> Y if ~X can be simplified.  */
1231 (simplify
1232  (bit_not (rshift:s @0 @1))
1233   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1234    (rshift (bit_not! @0) @1)
1235    /* For logical right shifts, this is possible only if @0 doesn't
1236       have MSB set and the logical right shift is changed into
1237       arithmetic shift.  */
1238    (if (!wi::neg_p (tree_nonzero_bits (@0)))
1239     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1240      (convert (rshift (bit_not! (convert:stype @0)) @1))))))
1241 #endif
1243 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
1244 (simplify
1245  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
1246  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
1248 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
1249 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
1250 (for bitop (bit_and bit_ior)
1251  (simplify
1252   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
1253   (bitop @0 (bit_not @1))))
1255 /* (~x & y) | ~(x | y) -> ~x */
1256 (simplify
1257  (bit_ior:c (bit_and:c (bit_not@2 @0) @1) (bit_not (bit_ior:c @0 @1)))
1258  @2)
1260 /* (x | y) ^ (x | ~y) -> ~x */
1261 (simplify
1262  (bit_xor:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1263  (bit_not @0))
1265 /* (x & y) | ~(x | y) -> ~(x ^ y) */
1266 (simplify
1267  (bit_ior:c (bit_and:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1268  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1270 /* (~x | y) ^ (x ^ y) -> x | ~y */
1271 (simplify
1272  (bit_xor:c (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_xor:s @0 @1))
1273  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
1275 /* (x ^ y) | ~(x | y) -> ~(x & y) */
1276 (simplify
1277  (bit_ior:c (bit_xor:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1278  (bit_not (bit_and @0 @1)))
1280 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
1281 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
1282 (for bitop (bit_and bit_ior)
1283      rbitop (bit_ior bit_and)
1284  (simplify
1285   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
1286   (bitop @1 @2)))
1288 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
1289 (simplify
1290  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1291  (bit_xor @0 @1))
1293 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
1294 (simplify
1295  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1296  (bit_and @0 @1))
1298 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
1299 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
1300 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
1301 (for op (plus bit_ior bit_xor)
1302  (simplify
1303   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1304   (bit_ior @0 @1)))
1306 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
1307 (simplify
1308  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1309  (plus @0 @1))
1311 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
1312 (simplify
1313  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1314  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1315       && !TYPE_SATURATING (type))
1316   (bit_and @0 @1)))
1318 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
1319 (simplify
1320  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
1321  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1322       && !TYPE_SATURATING (type))
1323   (bit_ior @0 @1)))
1325 /* (x | y) - y -> (x & ~y) */
1326 (simplify
1327  (minus (bit_ior:cs @0 @1) @1)
1328  (bit_and @0 (bit_not @1)))
1330 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
1331 (simplify
1332  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1333  (bit_and @0 @1))
1335 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
1336 (simplify
1337  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
1338  (bit_xor @0 @1))
1340 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
1341 (simplify
1342  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
1343  (bit_xor @0 @1))
1345 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
1346 (simplify
1347  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
1348  (bit_and @0 @1))
1350 /* (~x | y) & (x | ~y) -> ~(x ^ y) */
1351 (simplify
1352  (bit_and (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_ior:cs @0 (bit_not @1)))
1353  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1355 /* (~x | y) ^ (x | ~y) -> x ^ y */
1356 (simplify
1357  (bit_xor (bit_ior:c (bit_not @0) @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1358  (bit_xor @0 @1))
1360 /* ((x & y) - (x | y)) - 1 -> ~(x ^ y) */
1361 (simplify
1362  (plus (nop_convert1? (minus@2 (nop_convert2? (bit_and:c @0 @1))
1363                               (nop_convert2? (bit_ior @0 @1))))
1364        integer_all_onesp)
1365  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1366       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1367       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1368       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1369  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1370 (simplify
1371  (minus (nop_convert1? (plus@2 (nop_convert2? (bit_and:c @0 @1))
1372                                integer_all_onesp))
1373        (nop_convert3? (bit_ior @0 @1)))
1374  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1375       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1376       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1377       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1378  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1379 (simplify
1380  (minus (nop_convert1? (bit_and @0 @1))
1381        (nop_convert2? (plus@2 (nop_convert3? (bit_ior:c @0 @1))
1382                                integer_onep)))
1383  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1384       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1385       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1386       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1387  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1389 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
1390    ~x | ~y -> ~(x & y) */
1391 (for op (bit_and bit_ior)
1392      rop (bit_ior bit_and)
1393  (simplify
1394   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1395   (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1396        && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1397    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
1399 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
1400    with a constant, and the two constants have no bits in common,
1401    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
1402    simplifications.  */
1403 (for op (bit_xor plus)
1404  (simplify
1405   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
1406       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
1407   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1408        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1409        && (wi::to_wide (@1) & wi::to_wide (@3)) == 0)
1410    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
1412 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
1413 (simplify
1414  (bit_xor:c (convert1? (bit_ior:c @@0 @1)) (convert2? @0))
1415  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1416   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
1418 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
1419 (simplify
1420  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1421  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1422       && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1423   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
1425 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
1426 (simplify
1427  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
1428  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1429   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
1431 /* Fold (X & Y) ^ Y and (X ^ Y) & Y as ~X & Y.  */
1432 (for opo (bit_and bit_xor)
1433      opi (bit_xor bit_and)
1434  (simplify
1435   (opo:c (opi:cs @0 @1) @1)
1436   (bit_and (bit_not @0) @1)))
1438 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
1439    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
1440    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
1441    constants are involved.  For example, convert
1442      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
1443    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
1444 (for op (bit_and bit_ior bit_xor)
1445      rop (bit_ior bit_and bit_and)
1446  (simplify
1447   (op (convert? (rop:c @@0 @1)) (convert? (rop:c @0 @2)))
1448   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1449        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1450    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
1452 /* Some simple reassociation for bit operations, also handled in reassoc.  */
1453 /* (X & Y) & Y -> X & Y
1454    (X | Y) | Y -> X | Y  */
1455 (for op (bit_and bit_ior)
1456  (simplify
1457   (op:c (convert1?@2 (op:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1458   @2))
1459 /* (X ^ Y) ^ Y -> X  */
1460 (simplify
1461  (bit_xor:c (convert1? (bit_xor:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1462  (convert @0))
1463 /* (X & Y) & (X & Z) -> (X & Y) & Z
1464    (X | Y) | (X | Z) -> (X | Y) | Z  */
1465 (for op (bit_and bit_ior)
1466  (simplify
1467   (op (convert1?@3 (op:c@4 @0 @1)) (convert2?@5 (op:c@6 @0 @2)))
1468   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1469        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1470    (if (single_use (@5) && single_use (@6))
1471     (op @3 (convert @2))
1472     (if (single_use (@3) && single_use (@4))
1473      (op (convert @1) @5))))))
1474 /* (X ^ Y) ^ (X ^ Z) -> Y ^ Z  */
1475 (simplify
1476  (bit_xor (convert1? (bit_xor:c @0 @1)) (convert2? (bit_xor:c @0 @2)))
1477  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1478       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1479   (bit_xor (convert @1) (convert @2))))
1481 /* Convert abs (abs (X)) into abs (X).
1482    also absu (absu (X)) into absu (X).  */
1483 (simplify
1484  (abs (abs@1 @0))
1485  @1)
1487 (simplify
1488  (absu (convert@2 (absu@1 @0)))
1489  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@1)))
1490   @1))
1492 /* Convert abs[u] (-X) -> abs[u] (X).  */
1493 (simplify
1494  (abs (negate @0))
1495  (abs @0))
1497 (simplify
1498  (absu (negate @0))
1499  (absu @0))
1501 /* Convert abs[u] (X)  where X is nonnegative -> (X).  */
1502 (simplify
1503  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
1504  @0)
1506 (simplify
1507  (absu tree_expr_nonnegative_p@0)
1508  (convert @0))
1510 /* Simplify (-(X < 0) | 1) * X into abs (X) or absu(X).  */
1511 (simplify
1512  (mult:c (nop_convert1?
1513           (bit_ior (nop_convert2? (negate (convert? (lt @0 integer_zerop))))
1514                     integer_onep))
1515          (nop_convert3? @0))
1516  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1517       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1518       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1519   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
1520    (absu @0)
1521    (abs @0)
1522   )
1526 /* A few cases of fold-const.c negate_expr_p predicate.  */
1527 (match negate_expr_p
1528  INTEGER_CST
1529  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1530        && TYPE_UNSIGNED (type))
1531       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1532           && may_negate_without_overflow_p (t)))))
1533 (match negate_expr_p
1534  FIXED_CST)
1535 (match negate_expr_p
1536  (negate @0)
1537  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))))
1538 (match negate_expr_p
1539  REAL_CST
1540  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (t)))))
1541 /* VECTOR_CST handling of non-wrapping types would recurse in unsupported
1542    ways.  */
1543 (match negate_expr_p
1544  VECTOR_CST
1545  (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (type)) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))))
1546 (match negate_expr_p
1547  (minus @0 @1)
1548  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1549       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1550           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1551           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))))
1553 /* (-A) * (-B) -> A * B  */
1554 (simplify
1555  (mult:c (convert1? (negate @0)) (convert2? negate_expr_p@1))
1556   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1557        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1558    (mult (convert @0) (convert (negate @1)))))
1560 /* -(A + B) -> (-B) - A.  */
1561 (simplify
1562  (negate (plus:c @0 negate_expr_p@1))
1563  (if (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1564       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
1565   (minus (negate @1) @0)))
1567 /* -(A - B) -> B - A.  */
1568 (simplify
1569  (negate (minus @0 @1))
1570  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1571       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1572           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1573           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))
1574   (minus @1 @0)))
1575 (simplify
1576  (negate (pointer_diff @0 @1))
1577  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
1578   (pointer_diff @1 @0)))
1580 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  */
1581 (simplify
1582  (minus @0 negate_expr_p@1)
1583  (if (!FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1584  (plus @0 (negate @1))))
1586 /* Other simplifications of negation (c.f. fold_negate_expr_1).  */
1587 (simplify
1588  (negate (mult:c@0 @1 negate_expr_p@2))
1589  (if (! TYPE_UNSIGNED (type)
1590       && ! HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1591       && single_use (@0))
1592   (mult @1 (negate @2))))
1594 (simplify
1595  (negate (rdiv@0 @1 negate_expr_p@2))
1596  (if (! HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1597       && single_use (@0))
1598   (rdiv @1 (negate @2))))
1600 (simplify
1601  (negate (rdiv@0 negate_expr_p@1 @2))
1602  (if (! HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1603       && single_use (@0))
1604   (rdiv (negate @1) @2)))
1606 /* Fold -((int)x >> (prec - 1)) into (unsigned)x >> (prec - 1).  */
1607 (simplify
1608  (negate (convert? (rshift @0 INTEGER_CST@1)))
1609  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1610       && wi::to_wide (@1) == element_precision (type) - 1)
1611   (with { tree stype = TREE_TYPE (@0);
1612           tree ntype = TYPE_UNSIGNED (stype) ? signed_type_for (stype)
1613                                              : unsigned_type_for (stype); }
1614    (convert (rshift:ntype (convert:ntype @0) @1)))))
1616 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
1617    when profitable.
1618    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
1619    binary operation result instead of to the operands.  This allows
1620    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
1621    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
1622 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1623  (simplify
1624   (bitop (convert@2 @0) (convert?@3 @1))
1625   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1626          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1627          && (int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0))
1628              || tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type)))
1629         || types_match (@0, @1))
1630        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
1631           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
1632           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
1633           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
1634           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
1635        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
1636        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
1637               after hoisting the conversion the operation will be narrower.
1638               It is also a good if the conversion is a nop as moves the
1639               conversion to one side; allowing for combining of the conversions.  */
1640            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
1641            /* The conversion check for being a nop can only be done at the gimple
1642               level as fold_binary has some re-association code which can conflict
1643               with this if there is a "constant" which is not a full INTEGER_CST.  */
1644            || (GIMPLE && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (type))
1645            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
1646               mode.  */
1647            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
1648            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
1649               of its mode.  */
1650            || !type_has_mode_precision_p (type)
1651            /* In GIMPLE, getting rid of 2 conversions for one new results
1652               in smaller IL.  */
1653            || (GIMPLE
1654                && TREE_CODE (@1) != INTEGER_CST
1655                && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1656                && single_use (@2)
1657                && single_use (@3))))
1658    (convert (bitop @0 (convert @1)))))
1659  /* In GIMPLE, getting rid of 2 conversions for one new results
1660     in smaller IL.  */
1661  (simplify
1662   (convert (bitop:cs@2 (nop_convert:s @0) @1))
1663   (if (GIMPLE
1664        && TREE_CODE (@1) != INTEGER_CST
1665        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1666        && types_match (type, @0))
1667    (bitop @0 (convert @1)))))
1669 (for bitop (bit_and bit_ior)
1670      rbitop (bit_ior bit_and)
1671   /* (x | y) & x -> x */
1672   /* (x & y) | x -> x */
1673  (simplify
1674   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
1675   @0)
1676  /* (~x | y) & x -> x & y */
1677  /* (~x & y) | x -> x | y */
1678  (simplify
1679   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
1680   (bitop @0 @1)))
1682 /* ((x | y) & z) | x -> (z & y) | x */
1683 (simplify
1684   (bit_ior:c (bit_and:cs (bit_ior:cs @0 @1) @2) @0)
1685   (bit_ior (bit_and @2 @1) @0))
1687 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
1688 (simplify
1689   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1690   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
1692 /* Combine successive equal operations with constants.  */
1693 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1694  (simplify
1695   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1696   (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1697    /* This is the canonical form regardless of whether (bitop @1 @2) can be
1698       folded to a constant.  */
1699    (bitop @0 (bitop @1 @2))
1700    /* In this case we have three constants and (bitop @0 @1) doesn't fold
1701       to a constant.  This can happen if @0 or @1 is a POLY_INT_CST and if
1702       the values involved are such that the operation can't be decided at
1703       compile time.  Try folding one of @0 or @1 with @2 to see whether
1704       that combination can be decided at compile time.
1706       Keep the existing form if both folds fail, to avoid endless
1707       oscillation.  */
1708    (with { tree cst1 = const_binop (bitop, type, @0, @2); }
1709     (if (cst1)
1710      (bitop @1 { cst1; })
1711      (with { tree cst2 = const_binop (bitop, type, @1, @2); }
1712       (if (cst2)
1713        (bitop @0 { cst2; }))))))))
1715 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
1716    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
1717 (match truth_valued_p
1718  @0
1719  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
1720 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
1721  (match truth_valued_p
1722   (op @0 @1)))
1723 (match truth_valued_p
1724   (truth_not @0))
1726 (match (logical_inverted_value @0)
1727  (truth_not @0))
1728 (match (logical_inverted_value @0)
1729  (bit_not truth_valued_p@0))
1730 (match (logical_inverted_value @0)
1731  (eq @0 integer_zerop))
1732 (match (logical_inverted_value @0)
1733  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
1734 (match (logical_inverted_value @0)
1735  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
1737 /* X & !X -> 0.  */
1738 (simplify
1739  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
1740  { build_zero_cst (type); })
1741 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
1742 (for op (bit_ior bit_xor)
1743  (simplify
1744   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1745   { constant_boolean_node (true, type); }))
1746 /* X ==/!= !X is false/true.  */
1747 (for op (eq ne)
1748  (simplify
1749   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1750   { constant_boolean_node (op == NE_EXPR ? true : false, type); }))
1752 /* ~~x -> x */
1753 (simplify
1754   (bit_not (bit_not @0))
1755   @0)
1757 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
1758 (simplify
1759  (bit_not (convert? (negate @0)))
1760  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1761       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1762   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1764 /* Convert - (~A) to A + 1.  */
1765 (simplify
1766  (negate (nop_convert? (bit_not @0)))
1767  (plus (view_convert @0) { build_each_one_cst (type); }))
1769 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
1770 (simplify
1771  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
1772  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1773       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1774   (convert (negate @0))))
1775 (simplify
1776  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
1777  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1778       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1779   (convert (negate @0))))
1781 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
1782 (simplify
1783  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
1784  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1785   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
1786 (simplify
1787  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
1788  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1789   (convert (bit_xor @0 @1))))
1791 /* Otherwise prefer ~(X ^ Y) to ~X ^ Y as more canonical.  */
1792 (simplify
1793  (bit_xor:c (nop_convert?:s (bit_not:s @0)) @1)
1794  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1795   (bit_not (bit_xor (view_convert @0) @1))))
1797 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
1798 (simplify
1799  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
1800  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
1802 /* Fold A - (A & B) into ~B & A.  */
1803 (simplify
1804  (minus (convert1? @0) (convert2?:s (bit_and:cs @@0 @1)))
1805  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1806       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1807   (convert (bit_and (bit_not @1) @0))))
1809 /* (m1 CMP m2) * d -> (m1 CMP m2) ? d : 0  */
1810 (if (!canonicalize_math_p ())
1811  (for cmp (gt lt ge le)
1812   (simplify
1813    (mult (convert (cmp @0 @1)) @2)
1814    (cond (cmp @0 @1) @2 { build_zero_cst (type); }))))
1816 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1817    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1818 (for cmp (eq ne)
1819  (simplify
1820   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1821   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1822        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1823        && tree_expr_nonzero_p (@1))
1824    (cmp @0 @2))))
1826 /* For integral types with wrapping overflow and C odd fold
1827    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1828 (for cmp (eq ne)
1829  (simplify
1830   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) (mult @2 @1))
1831   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1832        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
1833        && (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1) != 0)
1834    (cmp @0 @2))))
1836 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1837    x * C RELOP y * C into:
1839    x RELOP y for nonnegative C
1840    y RELOP x for negative C  */
1841 (for cmp (lt gt le ge)
1842  (simplify
1843   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1844   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1845        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1846    (if (tree_expr_nonnegative_p (@1) && tree_expr_nonzero_p (@1))
1847     (cmp @0 @2)
1848    (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1849         && wi::neg_p (wi::to_wide (@1), TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
1850     (cmp @2 @0))))))
1852 /* (X - 1U) <= INT_MAX-1U into (int) X > 0.  */
1853 (for cmp (le gt)
1854      icmp (gt le)
1855  (simplify
1856   (cmp (plus @0 integer_minus_onep@1) INTEGER_CST@2)
1857    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1858         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1859         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > 1
1860         && (wi::to_wide (@2)
1861             == wi::max_value (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)), SIGNED) - 1))
1862     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1863      (icmp (convert:stype @0) { build_int_cst (stype, 0); })))))
1865 /* X / 4 < Y / 4 iff X < Y when the division is known to be exact.  */
1866 (for cmp (simple_comparison)
1867  (simplify
1868   (cmp (convert?@3 (exact_div @0 INTEGER_CST@2)) (convert? (exact_div @1 @2)))
1869   (if (element_precision (@3) >= element_precision (@0)
1870        && types_match (@0, @1))
1871    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1872     (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
1873      (cmp @1 @0)
1874      (if (tree_expr_nonzero_p (@0) && tree_expr_nonzero_p (@1))
1875       (with
1876        {
1877         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
1878        }
1879        (cmp (convert:utype @1) (convert:utype @0)))))
1880     (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@2), 1, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1881      (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
1882       (cmp @0 @1)
1883       (with
1884        {
1885         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
1886        }
1887        (cmp (convert:utype @0) (convert:utype @1)))))))))
1889 /* X / C1 op C2 into a simple range test.  */
1890 (for cmp (simple_comparison)
1891  (simplify
1892   (cmp (trunc_div:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
1893   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1894        && integer_nonzerop (@1)
1895        && !TREE_OVERFLOW (@1)
1896        && !TREE_OVERFLOW (@2))
1897    (with { tree lo, hi; bool neg_overflow;
1898            enum tree_code code = fold_div_compare (cmp, @1, @2, &lo, &hi,
1899                                                    &neg_overflow); }
1900     (switch
1901      (if (code == LT_EXPR || code == GE_EXPR)
1902        (if (TREE_OVERFLOW (lo))
1903         { build_int_cst (type, (code == LT_EXPR) ^ neg_overflow); }
1904         (if (code == LT_EXPR)
1905          (lt @0 { lo; })
1906          (ge @0 { lo; }))))
1907      (if (code == LE_EXPR || code == GT_EXPR)
1908        (if (TREE_OVERFLOW (hi))
1909         { build_int_cst (type, (code == LE_EXPR) ^ neg_overflow); }
1910         (if (code == LE_EXPR)
1911          (le @0 { hi; })
1912          (gt @0 { hi; }))))
1913      (if (!lo && !hi)
1914       { build_int_cst (type, code == NE_EXPR); })
1915      (if (code == EQ_EXPR && !hi)
1916       (ge @0 { lo; }))
1917      (if (code == EQ_EXPR && !lo)
1918       (le @0 { hi; }))
1919      (if (code == NE_EXPR && !hi)
1920       (lt @0 { lo; }))
1921      (if (code == NE_EXPR && !lo)
1922       (gt @0 { hi; }))
1923      (if (GENERIC)
1924       { build_range_check (UNKNOWN_LOCATION, type, @0, code == EQ_EXPR,
1925                            lo, hi); })
1926      (with
1927       {
1928         tree etype = range_check_type (TREE_TYPE (@0));
1929         if (etype)
1930           {
1931             hi = fold_convert (etype, hi);
1932             lo = fold_convert (etype, lo);
1933             hi = const_binop (MINUS_EXPR, etype, hi, lo);
1934           }
1935       }
1936       (if (etype && hi && !TREE_OVERFLOW (hi))
1937        (if (code == EQ_EXPR)
1938         (le (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })
1939         (gt (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })))))))))
1941 /* X + Z < Y + Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1942 (for op (lt le ge gt)
1943  (simplify
1944   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1945   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1946        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1947    (op @0 @1))))
1948 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1949 (for op (eq ne minus)
1950  (simplify
1951   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1952   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1953        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1954            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1955    (op @0 @1))))
1957 /* X - Z < Y - Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1958 (for op (lt le ge gt)
1959  (simplify
1960   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1961   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1962        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1963    (op @0 @1))))
1964 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1965 (for op (eq ne minus)
1966  (simplify
1967   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1968   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1969        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1970            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1971    (op @0 @1))))
1972 /* And for pointers...  */
1973 (for op (simple_comparison)
1974  (simplify
1975   (op (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1976   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1977    (op @0 @1))))
1978 (simplify
1979  (minus (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1980  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1981       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1982   (pointer_diff @0 @1)))
1984 /* Z - X < Z - Y is the same as Y < X when there is no overflow.  */
1985 (for op (lt le ge gt)
1986  (simplify
1987   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1988   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1989        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1990    (op @1 @0))))
1991 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1992 (for op (eq ne minus)
1993  (simplify
1994   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1995   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1996        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1997            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1998    (op @1 @0))))
1999 /* And for pointers...  */
2000 (for op (simple_comparison)
2001  (simplify
2002   (op (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
2003   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
2004    (op @1 @0))))
2005 (simplify
2006  (minus (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
2007  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
2008       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
2009   (pointer_diff @1 @0)))
2011 /* X + Y < Y is the same as X < 0 when there is no overflow.  */
2012 (for op (lt le gt ge)
2013  (simplify
2014   (op:c (plus:c@2 @0 @1) @1)
2015   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2016        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2017        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
2018        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || single_use (@2)))
2019    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
2020 /* For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
2021 (for op (eq ne)
2022  (simplify
2023   (op:c (nop_convert?@3 (plus:c@2 @0 (convert1? @1))) (convert2? @1))
2024   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2025        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2026            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2027        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || (single_use (@2) && single_use (@3)))
2028        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@2))
2029        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1)))
2030    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
2031  (simplify
2032   (op:c (nop_convert?@3 (pointer_plus@2 (convert1? @0) @1)) (convert2? @0))
2033   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0))
2034        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
2035        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || (single_use (@2) && single_use (@3))))
2036    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
2038 /* X - Y < X is the same as Y > 0 when there is no overflow.
2039    For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
2040 (for op (simple_comparison)
2041  (simplify
2042   (op:c @0 (minus@2 @0 @1))
2043   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2044        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2045            || ((op == EQ_EXPR || op == NE_EXPR)
2046                && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
2047        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || single_use (@2)))
2048    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
2050 /* Transform:
2051    (X / Y) == 0 -> X < Y if X, Y are unsigned.
2052    (X / Y) != 0 -> X >= Y, if X, Y are unsigned.  */
2053 (for cmp (eq ne)
2054      ocmp (lt ge)
2055  (simplify
2056   (cmp (trunc_div @0 @1) integer_zerop)
2057   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2058        /* Complex ==/!= is allowed, but not </>=.  */
2059        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != COMPLEX_TYPE
2060        && (VECTOR_TYPE_P (type) || !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
2061    (ocmp @0 @1))))
2063 /* X == C - X can never be true if C is odd.  */
2064 (for cmp (eq ne)
2065  (simplify
2066   (cmp:c (convert? @0) (convert1? (minus INTEGER_CST@1 (convert2? @0))))
2067   (if (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1)
2068    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
2070 /* Arguments on which one can call get_nonzero_bits to get the bits
2071    possibly set.  */
2072 (match with_possible_nonzero_bits
2073  INTEGER_CST@0)
2074 (match with_possible_nonzero_bits
2075  SSA_NAME@0
2076  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))))
2077 /* Slightly extended version, do not make it recursive to keep it cheap.  */
2078 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
2079  with_possible_nonzero_bits@0)
2080 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
2081  (bit_and:c with_possible_nonzero_bits@0 @2))
2083 /* Same for bits that are known to be set, but we do not have
2084    an equivalent to get_nonzero_bits yet.  */
2085 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
2086  INTEGER_CST@0)
2087 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
2088  (bit_ior @1 INTEGER_CST@0))
2090 /* X == C (or X & Z == Y | C) is impossible if ~nonzero(X) & C != 0.  */
2091 (for cmp (eq ne)
2092  (simplify
2093   (cmp:c (with_possible_nonzero_bits2 @0) (with_certain_nonzero_bits2 @1))
2094   (if (wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), get_nonzero_bits (@0)) != 0)
2095    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
2097 /* ((X inner_op C0) outer_op C1)
2098    With X being a tree where value_range has reasoned certain bits to always be
2099    zero throughout its computed value range,
2100    inner_op = {|,^}, outer_op = {|,^} and inner_op != outer_op
2101    where zero_mask has 1's for all bits that are sure to be 0 in
2102    and 0's otherwise.
2103    if (inner_op == '^') C0 &= ~C1;
2104    if ((C0 & ~zero_mask) == 0) then emit (X outer_op (C0 outer_op C1)
2105    if ((C1 & ~zero_mask) == 0) then emit (X inner_op (C0 outer_op C1)
2107 (for inner_op (bit_ior bit_xor)
2108      outer_op (bit_xor bit_ior)
2109 (simplify
2110  (outer_op
2111   (inner_op:s @2 INTEGER_CST@0) INTEGER_CST@1)
2112  (with
2113   {
2114     bool fail = false;
2115     wide_int zero_mask_not;
2116     wide_int C0;
2117     wide_int cst_emit;
2119     if (TREE_CODE (@2) == SSA_NAME)
2120       zero_mask_not = get_nonzero_bits (@2);
2121     else
2122       fail = true;
2124     if (inner_op == BIT_XOR_EXPR)
2125       {
2126         C0 = wi::bit_and_not (wi::to_wide (@0), wi::to_wide (@1));
2127         cst_emit = C0 | wi::to_wide (@1);
2128       }
2129     else
2130       {
2131         C0 = wi::to_wide (@0);
2132         cst_emit = C0 ^ wi::to_wide (@1);
2133       }
2134   }
2135   (if (!fail && (C0 & zero_mask_not) == 0)
2136    (outer_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); })
2137    (if (!fail && (wi::to_wide (@1) & zero_mask_not) == 0)
2138     (inner_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); }))))))
2140 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
2141 (simplify
2142   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
2143   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
2145 /* Pattern match
2146      tem1 = (long) ptr1;
2147      tem2 = (long) ptr2;
2148      tem3 = tem2 - tem1;
2149      tem4 = (unsigned long) tem3;
2150      tem5 = ptr1 + tem4;
2151    and produce
2152      tem5 = ptr2;  */
2153 (simplify
2154   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
2155   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
2156   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
2157        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
2158             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
2159    @1))
2160 (simplify
2161   (pointer_plus @0 (convert?@2 (pointer_diff@3 @1 @@0)))
2162   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
2163    (convert @1)))
2165 /* Pattern match
2166      tem = (sizetype) ptr;
2167      tem = tem & algn;
2168      tem = -tem;
2169      ... = ptr p+ tem;
2170    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
2171      ... = ptr & ~algn;  */
2172 (simplify
2173   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
2174   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), ~wi::to_wide (@1)); }
2175    (bit_and @0 { algn; })))
2177 /* Try folding difference of addresses.  */
2178 (simplify
2179  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
2180  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2181   (with { poly_int64 diff; }
2182    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2183     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2184 (simplify
2185  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
2186  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2187   (with { poly_int64 diff; }
2188    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2189     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2190 (simplify
2191  (pointer_diff (convert?@2 ADDR_EXPR@0) (convert1?@3 @1))
2192  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
2193       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
2194   (with { poly_int64 diff; }
2195    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2196     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2197 (simplify
2198  (pointer_diff (convert?@2 @0) (convert1?@3 ADDR_EXPR@1))
2199  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
2200       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
2201   (with { poly_int64 diff; }
2202    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2203     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2205 /* (&a+b) - (&a[1] + c) -> sizeof(a[0]) + (b - c) */
2206 (simplify
2207  (pointer_diff (pointer_plus ADDR_EXPR@0 @1) (pointer_plus ADDR_EXPR@2 @3))
2208  (with { poly_int64 diff; }
2209    (if (ptr_difference_const (@0, @2, &diff))
2210     (plus { build_int_cst_type (type, diff); } (convert (minus @1 @3))))))
2212 /* (&a+b) !=/== (&a[1] + c) ->  sizeof(a[0]) + b !=/== c */
2213 (for neeq (ne eq)
2214  (simplify
2215   (neeq (pointer_plus ADDR_EXPR@0 @1) (pointer_plus ADDR_EXPR@2 @3))
2216    (with { poly_int64 diff; tree inner_type = TREE_TYPE (@1);}
2217     (if (ptr_difference_const (@0, @2, &diff))
2218      (neeq (plus { build_int_cst_type (inner_type, diff); } @1) @3)))))
2220 /* Canonicalize (T *)(ptr - ptr-cst) to &MEM[ptr + -ptr-cst].  */
2221 (simplify
2222  (convert (pointer_diff @0 INTEGER_CST@1))
2223  (if (POINTER_TYPE_P (type))
2224   { build_fold_addr_expr_with_type
2225       (build2 (MEM_REF, char_type_node, @0,
2226                wide_int_to_tree (ptr_type_node, wi::neg (wi::to_wide (@1)))),
2227                type); }))
2229 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
2230    be able to fold this expression using the object or function's
2231    alignment.  */
2232 (simplify
2233  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
2234  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2235       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2236   (with
2237    {
2238      unsigned int align;
2239      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
2240      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
2241    }
2242    (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), align / BITS_PER_UNIT))
2243     { wide_int_to_tree (type, (wi::to_wide (@1)
2244                                & (bitpos / BITS_PER_UNIT))); }))))
2246 (match min_value
2247  INTEGER_CST
2248  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2249       && wi::eq_p (wi::to_wide (t), wi::min_value (type)))))
2251 (match max_value
2252  INTEGER_CST
2253  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2254       && wi::eq_p (wi::to_wide (t), wi::max_value (type)))))
2256 /* x >  y  &&  x != XXX_MIN  -->  x > y
2257    x >  y  &&  x == XXX_MIN  -->  false . */
2258 (for eqne (eq ne)
2259  (simplify
2260   (bit_and:c (gt:c@2 @0 @1) (eqne @0 min_value))
2261    (switch
2262     (if (eqne == EQ_EXPR)
2263      { constant_boolean_node (false, type); })
2264     (if (eqne == NE_EXPR)
2265      @2)
2266     )))
2268 /* x <  y  &&  x != XXX_MAX  -->  x < y
2269    x <  y  &&  x == XXX_MAX  -->  false.  */
2270 (for eqne (eq ne)
2271  (simplify
2272   (bit_and:c (lt:c@2 @0 @1) (eqne @0 max_value))
2273    (switch
2274     (if (eqne == EQ_EXPR)
2275      { constant_boolean_node (false, type); })
2276     (if (eqne == NE_EXPR)
2277      @2)
2278     )))
2280 /* x <=  y  &&  x == XXX_MIN  -->  x == XXX_MIN.  */
2281 (simplify
2282  (bit_and:c (le:c @0 @1) (eq@2 @0 min_value))
2283   @2)
2285 /* x >=  y  &&  x == XXX_MAX  -->  x == XXX_MAX.  */
2286 (simplify
2287  (bit_and:c (ge:c @0 @1) (eq@2 @0 max_value))
2288   @2)
2290 /* x >  y  ||  x != XXX_MIN   -->  x != XXX_MIN.  */
2291 (simplify
2292  (bit_ior:c (gt:c @0 @1) (ne@2 @0 min_value))
2293   @2)
2295 /* x <=  y  ||  x != XXX_MIN   -->  true.  */
2296 (simplify
2297  (bit_ior:c (le:c @0 @1) (ne @0 min_value))
2298   { constant_boolean_node (true, type); })
2300 /* x <=  y  ||  x == XXX_MIN   -->  x <= y.  */
2301 (simplify
2302  (bit_ior:c (le:c@2 @0 @1) (eq @0 min_value))
2303   @2)
2305 /* x <  y  ||  x != XXX_MAX   -->  x != XXX_MAX.  */
2306 (simplify
2307  (bit_ior:c (lt:c @0 @1) (ne@2 @0 max_value))
2308   @2)
2310 /* x >=  y  ||  x != XXX_MAX   -->  true
2311    x >=  y  ||  x == XXX_MAX   -->  x >= y.  */
2312 (for eqne (eq ne)
2313  (simplify
2314   (bit_ior:c (ge:c@2 @0 @1) (eqne @0 max_value))
2315    (switch
2316     (if (eqne == EQ_EXPR)
2317      @2)
2318     (if (eqne == NE_EXPR)
2319      { constant_boolean_node (true, type); }))))
2321 /* y == XXX_MIN || x < y --> x <= y - 1 */
2322 (simplify
2323  (bit_ior:c (eq:s @1 min_value) (lt:s @0 @1))
2324   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2325        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2326   (le @0 (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))
2328 /* y != XXX_MIN && x >= y --> x > y - 1 */
2329 (simplify
2330  (bit_and:c (ne:s @1 min_value) (ge:s @0 @1))
2331   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2332        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2333   (gt @0 (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))
2335 /* Convert (X == CST1) && (X OP2 CST2) to a known value
2336    based on CST1 OP2 CST2.  Similarly for (X != CST1).  */
2338 (for code1 (eq ne)
2339  (for code2 (eq ne lt gt le ge)
2340   (simplify
2341    (bit_and:c (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2342     (with
2343      {
2344       int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2345       bool val;
2346       switch (code2)
2347          {
2348         case EQ_EXPR: val = (cmp == 0); break;
2349         case NE_EXPR: val = (cmp != 0); break;
2350         case LT_EXPR: val = (cmp < 0); break;
2351         case GT_EXPR: val = (cmp > 0); break;
2352         case LE_EXPR: val = (cmp <= 0); break;
2353         case GE_EXPR: val = (cmp >= 0); break;
2354         default: gcc_unreachable ();
2355         }
2356      }
2357      (switch
2358       (if (code1 == EQ_EXPR && val) @3)
2359       (if (code1 == EQ_EXPR && !val) { constant_boolean_node (false, type); })
2360       (if (code1 == NE_EXPR && !val) @4))))))
2362 /* Convert (X OP1 CST1) && (X OP2 CST2).  */
2364 (for code1 (lt le gt ge)
2365  (for code2 (lt le gt ge)
2366   (simplify
2367   (bit_and (code1:c@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2:c@4 @0 INTEGER_CST@2))
2368    (with
2369     {
2370      int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2371     }
2372     (switch
2373      /* Choose the more restrictive of two < or <= comparisons.  */
2374      (if ((code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2375           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2376       (if ((cmp < 0) || (cmp == 0 && code1 == LT_EXPR))
2377        @3
2378        @4))
2379      /* Likewise chose the more restrictive of two > or >= comparisons.  */
2380      (if ((code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2381           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2382       (if ((cmp > 0) || (cmp == 0 && code1 == GT_EXPR))
2383        @3
2384        @4))
2385      /* Check for singleton ranges.  */
2386      (if (cmp == 0
2387           && ((code1 == LE_EXPR && code2 == GE_EXPR)
2388             || (code1 == GE_EXPR && code2 == LE_EXPR)))
2389       (eq @0 @1))
2390      /* Check for disjoint ranges.  */
2391      (if (cmp <= 0
2392           && (code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2393           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2394       { constant_boolean_node (false, type); })
2395      (if (cmp >= 0
2396           && (code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2397           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2398       { constant_boolean_node (false, type); })
2399      )))))
2401 /* Convert (X == CST1) || (X OP2 CST2) to a known value
2402    based on CST1 OP2 CST2.  Similarly for (X != CST1).  */
2404 (for code1 (eq ne)
2405  (for code2 (eq ne lt gt le ge)
2406   (simplify
2407    (bit_ior:c (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2408     (with
2409      {
2410       int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2411       bool val;
2412       switch (code2)
2413         {
2414         case EQ_EXPR: val = (cmp == 0); break;
2415         case NE_EXPR: val = (cmp != 0); break;
2416         case LT_EXPR: val = (cmp < 0); break;
2417         case GT_EXPR: val = (cmp > 0); break;
2418         case LE_EXPR: val = (cmp <= 0); break;
2419         case GE_EXPR: val = (cmp >= 0); break;
2420         default: gcc_unreachable ();
2421         }
2422      }
2423      (switch
2424       (if (code1 == EQ_EXPR && val) @4)
2425       (if (code1 == NE_EXPR && val) { constant_boolean_node (true, type); })
2426       (if (code1 == NE_EXPR && !val) @3))))))
2428 /* Convert (X OP1 CST1) || (X OP2 CST2).  */
2430 (for code1 (lt le gt ge)
2431  (for code2 (lt le gt ge)
2432   (simplify
2433   (bit_ior (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2434    (with
2435     {
2436      int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2437     }
2438     (switch
2439      /* Choose the more restrictive of two < or <= comparisons.  */
2440      (if ((code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2441           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2442       (if ((cmp < 0) || (cmp == 0 && code1 == LT_EXPR))
2443        @4
2444        @3))
2445      /* Likewise chose the more restrictive of two > or >= comparisons.  */
2446      (if ((code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2447           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2448       (if ((cmp > 0) || (cmp == 0 && code1 == GT_EXPR))
2449        @4
2450        @3))
2451      /* Check for singleton ranges.  */
2452      (if (cmp == 0
2453           && ((code1 == LT_EXPR && code2 == GT_EXPR)
2454               || (code1 == GT_EXPR && code2 == LT_EXPR)))
2455       (ne @0 @2))
2456      /* Check for disjoint ranges.  */
2457      (if (cmp >= 0
2458           && (code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2459           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2460       { constant_boolean_node (true, type); })
2461      (if (cmp <= 0
2462           && (code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2463           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2464       { constant_boolean_node (true, type); })
2465      )))))
2467 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
2468 (if (!TYPE_SATURATING (type))
2470  /* Contract negates.  */
2471  /* A + (-B) -> A - B */
2472  (simplify
2473   (plus:c @0 (convert? (negate @1)))
2474   /* Apply STRIP_NOPS on the negate.  */
2475   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
2476        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2477    (with
2478     {
2479      tree t1 = type;
2480      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2481          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2482        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
2483     }
2484     (convert (minus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
2485  /* A - (-B) -> A + B */
2486  (simplify
2487   (minus @0 (convert? (negate @1)))
2488   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
2489        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2490    (with
2491     {
2492      tree t1 = type;
2493      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2494          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2495        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
2496     }
2497     (convert (plus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
2498  /* -(T)(-A) -> (T)A
2499     Sign-extension is ok except for INT_MIN, which thankfully cannot
2500     happen without overflow.  */
2501  (simplify
2502   (negate (convert (negate @1)))
2503   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2504        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2505            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
2506                && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2507        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
2508        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
2509    (convert @1)))
2510  (simplify
2511   (negate (convert negate_expr_p@1))
2512   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
2513        && ((DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type)
2514             == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2515             && TYPE_PRECISION (type) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
2516            || !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)))
2517    (convert (negate @1))))
2518  (simplify
2519   (negate (nop_convert? (negate @1)))
2520   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
2521        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
2522    (view_convert @1)))
2524  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
2525     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
2526  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
2527       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
2529   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
2530      irrespective of overflow issues.  */
2531   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
2532   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
2533   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
2534   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
2535   (simplify
2536    (minus (nop_convert1? (plus:c (nop_convert2? @0) @1)) @0)
2537    (view_convert @1))
2538   (simplify
2539    (minus (nop_convert1? (minus (nop_convert2? @0) @1)) @0)
2540    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2541         || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2542    (negate (view_convert @1))
2543    (view_convert (negate @1))))
2544   (simplify
2545    (plus:c (nop_convert1? (minus @0 (nop_convert2? @1))) @1)
2546    (view_convert @0))
2547   (simplify
2548    (minus @0 (nop_convert1? (plus:c (nop_convert2? @0) @1)))
2549     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2550          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2551      (negate (view_convert @1))
2552      (view_convert (negate @1))))
2553   (simplify
2554    (minus @0 (nop_convert1? (minus (nop_convert2? @0) @1)))
2555    (view_convert @1))
2556   /* (A +- B) + (C - A)   -> C +- B */
2557   /* (A +  B) - (A - C)   -> B + C */
2558   /* More cases are handled with comparisons.  */
2559   (simplify
2560    (plus:c (plus:c @0 @1) (minus @2 @0))
2561    (plus @2 @1))
2562   (simplify
2563    (plus:c (minus @0 @1) (minus @2 @0))
2564    (minus @2 @1))
2565   (simplify
2566    (plus:c (pointer_diff @0 @1) (pointer_diff @2 @0))
2567    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2568         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0)))
2569     (pointer_diff @2 @1)))
2570   (simplify
2571    (minus (plus:c @0 @1) (minus @0 @2))
2572    (plus @1 @2))
2574   /* (A +- CST1) +- CST2 -> A + CST3
2575      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
2576      scalars.  */
2577   (for outer_op (plus minus)
2578    (for inner_op (plus minus)
2579         neg_inner_op (minus plus)
2580     (simplify
2581      (outer_op (nop_convert? (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1))
2582                CONSTANT_CLASS_P@2)
2583      /* If one of the types wraps, use that one.  */
2584      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2585       /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2586          forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2587       (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2588        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
2589         (plus (view_convert @0) (inner_op @2 (view_convert @1)))
2590         (minus (view_convert @0) (neg_inner_op @2 (view_convert @1)))))
2591       (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2592            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2593        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
2594         (view_convert (plus @0 (inner_op (view_convert @2) @1)))
2595         (view_convert (minus @0 (neg_inner_op (view_convert @2) @1))))
2596        /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
2597           directly as we would introduce undefined overflow, for example
2598           with (a - 1) + INT_MIN.  */
2599        (if (types_match (type, @0))
2600         (with { tree cst = const_binop (outer_op == inner_op
2601                                         ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR,
2602                                         type, @1, @2); }
2603          (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2604           (inner_op @0 { cst; } )
2605           /* X+INT_MAX+1 is X-INT_MIN.  */
2606           (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && cst
2607                && wi::to_wide (cst) == wi::min_value (type))
2608            (neg_inner_op @0 { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (cst)); })
2609            /* Last resort, use some unsigned type.  */
2610            (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2611             (if (utype)
2612              (view_convert (inner_op
2613                             (view_convert:utype @0)
2614                             (view_convert:utype
2615                              { drop_tree_overflow (cst); }))))))))))))))
2617   /* (CST1 - A) +- CST2 -> CST3 - A  */
2618   (for outer_op (plus minus)
2619    (simplify
2620     (outer_op (nop_convert? (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0)) CONSTANT_CLASS_P@2)
2621     /* If one of the types wraps, use that one.  */
2622     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2623      /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2624         forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2625      (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2626       (minus (outer_op (view_convert @1) @2) (view_convert @0)))
2627      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2628           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2629       (view_convert (minus (outer_op @1 (view_convert @2)) @0))
2630       (if (types_match (type, @0))
2631        (with { tree cst = const_binop (outer_op, type, @1, @2); }
2632         (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2633          (minus { cst; } @0))))))))
2635   /* CST1 - (CST2 - A) -> CST3 + A
2636      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
2637      scalars.  */
2638   (simplify
2639    (minus CONSTANT_CLASS_P@1 (nop_convert? (minus CONSTANT_CLASS_P@2 @0)))
2640    /* If one of the types wraps, use that one.  */
2641    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2642     /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2643       forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2644     (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2645      (plus (view_convert @0) (minus @1 (view_convert @2))))
2646     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2647          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2648      (view_convert (plus @0 (minus (view_convert @1) @2)))
2649      (if (types_match (type, @0))
2650       (with { tree cst = const_binop (MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
2651        (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2652         (plus { cst; } @0)))))))
2654 /* ((T)(A)) + CST -> (T)(A + CST)  */
2655 #if GIMPLE
2656   (simplify
2657    (plus (convert:s SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
2658     (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2659          && TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
2660          && TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2661          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
2662      /* Perform binary operation inside the cast if the constant fits
2663         and (A + CST)'s range does not overflow.  */
2664      (with
2665       {
2666         wi::overflow_type min_ovf = wi::OVF_OVERFLOW,
2667                           max_ovf = wi::OVF_OVERFLOW;
2668         tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
2670         wide_int w1
2671           = wide_int::from (wi::to_wide (@1), TYPE_PRECISION (inner_type),
2672                             TYPE_SIGN (inner_type));
2674         value_range vr;
2675         if (get_global_range_query ()->range_of_expr (vr, @0)
2676             && vr.kind () == VR_RANGE)
2677           {
2678             wide_int wmin0 = vr.lower_bound ();
2679             wide_int wmax0 = vr.upper_bound ();
2680             wi::add (wmin0, w1, TYPE_SIGN (inner_type), &min_ovf);
2681             wi::add (wmax0, w1, TYPE_SIGN (inner_type), &max_ovf);
2682           }
2683       }
2684      (if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
2685       (convert (plus @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), w1); } )))
2686      )))
2687 #endif
2689 /* ((T)(A + CST1)) + CST2 -> (T)(A) + (T)CST1 + CST2  */
2690 #if GIMPLE
2691   (for op (plus minus)
2692    (simplify
2693     (plus (convert:s (op:s @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
2694      (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2695           && TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
2696           && TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2697           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2698           && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
2699           && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2700        (plus (convert @0) (op @2 (convert @1))))))
2701 #endif
2703 /* (T)(A) +- (T)(B) -> (T)(A +- B) only when (A +- B) could be simplified
2704    to a simple value.  */
2705 #if GIMPLE
2706   (for op (plus minus)
2707    (simplify
2708     (op (convert @0) (convert @1))
2709      (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2710           && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2711           && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2712           && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1))
2713           && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
2714           && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2715       (convert (op! @0 @1)))))
2716 #endif
2718   /* ~A + A -> -1 */
2719   (simplify
2720    (plus:c (bit_not @0) @0)
2721    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
2722     { build_all_ones_cst (type); }))
2724   /* ~A + 1 -> -A */
2725   (simplify
2726    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
2727    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2728     (negate (convert @0))))
2730   /* -A - 1 -> ~A */
2731   (simplify
2732    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
2733    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
2734         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2735     (bit_not (convert @0))))
2737   /* -1 - A -> ~A */
2738   (simplify
2739    (minus integer_all_onesp @0)
2740    (bit_not @0))
2742   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
2743   (simplify
2744    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
2745     (convert? @0))
2746    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2747         /* For integer types, if A has a smaller type
2748            than T the result depends on the possible
2749            overflow in P + A.
2750            E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2751            However, if an overflow in P + A would cause
2752            undefined behavior, we can assume that there
2753            is no overflow.  */
2754         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2755             && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2756     (convert @1)))
2757   (simplify
2758    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
2759     (convert @0))
2760    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2761         /* For pointer types, if the conversion of A to the
2762            final type requires a sign- or zero-extension,
2763            then we have to punt - it is not defined which
2764            one is correct.  */
2765         || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2766             && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2767             && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
2768     (convert @1)))
2769    (simplify
2770     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) @0)
2771     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2772        thus sign-extended if necessary.  */
2773     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2774      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2775         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2776         we don't want to diagnose overflow here.  */
2777      (convert (view_convert:stype @1))))
2779   /* (T)P - (T)(P + A) -> -(T) A */
2780   (simplify
2781    (minus (convert? @0)
2782     (convert (plus:c @@0 @1)))
2783    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2784         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2785         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2786     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2787      (convert (negate (convert:utype @1))))
2788     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2789          /* For integer types, if A has a smaller type
2790             than T the result depends on the possible
2791             overflow in P + A.
2792             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2793             However, if an overflow in P + A would cause
2794             undefined behavior, we can assume that there
2795             is no overflow.  */
2796          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2797              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2798      (negate (convert @1)))))
2799   (simplify
2800    (minus (convert @0)
2801     (convert (pointer_plus @@0 @1)))
2802    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2803         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2804         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2805     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2806      (convert (negate (convert:utype @1))))
2807     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2808          /* For pointer types, if the conversion of A to the
2809             final type requires a sign- or zero-extension,
2810             then we have to punt - it is not defined which
2811             one is correct.  */
2812          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2813              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2814              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
2815      (negate (convert @1)))))
2816    (simplify
2817     (pointer_diff @0 (pointer_plus @@0 @1))
2818     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2819        thus sign-extended if necessary.  */
2820     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2821      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2822         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2823         we don't want to diagnose overflow here.  */
2824      (negate (convert (view_convert:stype @1)))))
2826   /* (T)(P + A) - (T)(P + B) -> (T)A - (T)B */
2827   (simplify
2828    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
2829     (convert (plus:c @0 @2)))
2830    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2831         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2832         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2833         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2)))
2834     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2835      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
2836     (if (((element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2837           == (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2))))
2838          && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2839              /* For integer types, if A has a smaller type
2840                 than T the result depends on the possible
2841                 overflow in P + A.
2842                 E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2843                 However, if an overflow in P + A would cause
2844                 undefined behavior, we can assume that there
2845                 is no overflow.  */
2846              || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2847                  && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2848                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))
2849                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@2)))))
2850      (minus (convert @1) (convert @2)))))
2851   (simplify
2852    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
2853     (convert (pointer_plus @0 @2)))
2854    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2855         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2856         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2857     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2858      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
2859     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2860          /* For pointer types, if the conversion of A to the
2861             final type requires a sign- or zero-extension,
2862             then we have to punt - it is not defined which
2863             one is correct.  */
2864          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2865              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2866              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0
2867              && TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST
2868              && tree_int_cst_sign_bit (@2) == 0))
2869      (minus (convert @1) (convert @2)))))
2870    (simplify
2871     (pointer_diff (pointer_plus @0 @2) (pointer_plus @1 @2))
2872      (pointer_diff @0 @1))
2873    (simplify
2874     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) (pointer_plus @0 @2))
2875     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2876        thus sign-extended if necessary.  */
2877     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2878      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2879         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2880         we don't want to diagnose overflow here.  */
2881      (minus (convert (view_convert:stype @1))
2882             (convert (view_convert:stype @2)))))))
2884 /* (A * C) +- (B * C) -> (A+-B) * C and (A * C) +- A -> A * (C+-1).
2885     Modeled after fold_plusminus_mult_expr.  */
2886 (if (!TYPE_SATURATING (type)
2887      && (!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math))
2888  (for plusminus (plus minus)
2889   (simplify
2890    (plusminus (mult:cs@3 @0 @1) (mult:cs@4 @0 @2))
2891    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2892         || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2893         || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2894             && tree_expr_nonzero_p (@0)
2895             && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2896     (if (single_use (@3) || single_use (@4))
2897      /* If @1 +- @2 is constant require a hard single-use on either
2898         original operand (but not on both).  */
2899      (mult (plusminus @1 @2) @0)
2900 #if GIMPLE
2901      (mult! (plusminus @1 @2) @0)
2902 #endif
2903   )))
2904   /* We cannot generate constant 1 for fract.  */
2905   (if (!ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
2906    (simplify
2907     (plusminus @0 (mult:c@3 @0 @2))
2908     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2909           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2910           /* For @0 + @0*@2 this transformation would introduce UB
2911              (where there was none before) for @0 in [-1,0] and @2 max.
2912              For @0 - @0*@2 this transformation would introduce UB
2913              for @0 0 and @2 in [min,min+1] or @0 -1 and @2 min+1.  */
2914           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2915               && ((tree_expr_nonzero_p (@0)
2916                    && expr_not_equal_to (@0,
2917                                 wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type))))
2918                   || (plusminus == PLUS_EXPR
2919                       ? expr_not_equal_to (@2,
2920                             wi::max_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
2921                       /* Let's ignore the @0 -1 and @2 min case.  */
2922                       : (expr_not_equal_to (@2,
2923                             wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
2924                          && expr_not_equal_to (@2,
2925                                 wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)
2926                                 + 1))))))
2927          && single_use (@3))
2928      (mult (plusminus { build_one_cst (type); } @2) @0)))
2929    (simplify
2930     (plusminus (mult:c@3 @0 @2) @0)
2931     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2932           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2933           /* For @0*@2 + @0 this transformation would introduce UB
2934              (where there was none before) for @0 in [-1,0] and @2 max.
2935              For @0*@2 - @0 this transformation would introduce UB
2936              for @0 0 and @2 min.  */
2937           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2938               && ((tree_expr_nonzero_p (@0)
2939                    && (plusminus == MINUS_EXPR
2940                        || expr_not_equal_to (@0,
2941                                 wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2942                   || expr_not_equal_to (@2,
2943                         (plusminus == PLUS_EXPR
2944                          ? wi::max_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)
2945                          : wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))))))
2946          && single_use (@3))
2947      (mult (plusminus @2 { build_one_cst (type); }) @0))))))
2949 #if GIMPLE
2950 /* Canonicalize X + (X << C) into X * (1 + (1 << C)) and
2951    (X << C1) + (X << C2) into X * ((1 << C1) + (1 << C2)).  */
2952 (simplify
2953  (plus:c @0 (lshift:s @0 INTEGER_CST@1))
2954   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2955        && tree_fits_uhwi_p (@1)
2956        && tree_to_uhwi (@1) < element_precision (type)
2957        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2958            || optab_handler (smul_optab,
2959                              TYPE_MODE (type)) != CODE_FOR_nothing))
2960    (with { tree t = type;
2961            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t)) t = unsigned_type_for (t);
2962            wide_int w = wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@1),
2963                                              element_precision (type));
2964            w += 1;
2965            tree cst = wide_int_to_tree (VECTOR_TYPE_P (t) ? TREE_TYPE (t)
2966                                         : t, w);
2967            cst = build_uniform_cst (t, cst); }
2968     (convert (mult (convert:t @0) { cst; })))))
2969 (simplify
2970  (plus (lshift:s @0 INTEGER_CST@1) (lshift:s @0 INTEGER_CST@2))
2971   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2972        && tree_fits_uhwi_p (@1)
2973        && tree_to_uhwi (@1) < element_precision (type)
2974        && tree_fits_uhwi_p (@2)
2975        && tree_to_uhwi (@2) < element_precision (type)
2976        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2977            || optab_handler (smul_optab,
2978                              TYPE_MODE (type)) != CODE_FOR_nothing))
2979    (with { tree t = type;
2980            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t)) t = unsigned_type_for (t);
2981            unsigned int prec = element_precision (type);
2982            wide_int w = wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@1), prec);
2983            w += wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@2), prec);
2984            tree cst = wide_int_to_tree (VECTOR_TYPE_P (t) ? TREE_TYPE (t)
2985                                         : t, w);
2986            cst = build_uniform_cst (t, cst); }
2987     (convert (mult (convert:t @0) { cst; })))))
2988 #endif
2990 /* Canonicalize (X*C1)|(X*C2) and (X*C1)^(X*C2) to (C1+C2)*X when
2991    tree_nonzero_bits allows IOR and XOR to be treated like PLUS.
2992    Likewise, handle (X<<C3) and X as legitimate variants of X*C.  */
2993 (for op (bit_ior bit_xor)
2994  (simplify
2995   (op (mult:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
2996       (mult:s@3 @1 INTEGER_CST@4))
2997   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2998        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@3)) == 0)
2999    (mult @1
3000          { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@4)); })))
3001  (simplify
3002   (op:c (mult:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3003         (lshift:s@3 @1 INTEGER_CST@4))
3004   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3005        && tree_int_cst_sgn (@4) > 0
3006        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@3)) == 0)
3007    (with { wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (type));
3008            wide_int c = wi::add (wi::to_wide (@2),
3009                                  wi::lshift (wone, wi::to_wide (@4))); }
3010     (mult @1 { wide_int_to_tree (type, c); }))))
3011  (simplify
3012   (op:c (mult:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3013         @1)
3014   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3015        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
3016    (mult @1
3017          { wide_int_to_tree (type,
3018                              wi::add (wi::to_wide (@2), 1)); })))
3019  (simplify
3020   (op (lshift:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3021       (lshift:s@3 @1 INTEGER_CST@4))
3022   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3023        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
3024        && tree_int_cst_sgn (@4) > 0
3025        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@3)) == 0)
3026    (with { tree t = type;
3027            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t))
3028              t = unsigned_type_for (t);
3029            wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (t));
3030            wide_int c = wi::add (wi::lshift (wone, wi::to_wide (@2)),
3031                                  wi::lshift (wone, wi::to_wide (@4))); }
3032     (convert (mult:t (convert:t @1) { wide_int_to_tree (t,c); })))))
3033  (simplify
3034   (op:c (lshift:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3035         @1)
3036   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3037        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
3038        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
3039    (with { tree t = type;
3040            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t))
3041              t = unsigned_type_for (t);
3042            wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (t));
3043            wide_int c = wi::add (wi::lshift (wone, wi::to_wide (@2)), wone); }
3044     (convert (mult:t (convert:t @1) { wide_int_to_tree (t, c); }))))))
3046 /* Simplifications of MIN_EXPR, MAX_EXPR, fmin() and fmax().  */
3048 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
3049  (simplify
3050   (minmax @0 @0)
3051   @0))
3052 /* min(max(x,y),y) -> y.  */
3053 (simplify
3054  (min:c (max:c @0 @1) @1)
3055  @1)
3056 /* max(min(x,y),y) -> y.  */
3057 (simplify
3058  (max:c (min:c @0 @1) @1)
3059  @1)
3060 /* max(a,-a) -> abs(a).  */
3061 (simplify
3062  (max:c @0 (negate @0))
3063  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
3064       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3065           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
3066   (abs @0)))
3067 /* min(a,-a) -> -abs(a).  */
3068 (simplify
3069  (min:c @0 (negate @0))
3070  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
3071       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3072           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
3073   (negate (abs @0))))
3074 (simplify
3075  (min @0 @1)
3076  (switch
3077   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3078        && TYPE_MIN_VALUE (type)
3079        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
3080    @1)
3081   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3082        && TYPE_MAX_VALUE (type)
3083        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
3084    @0)))
3085 (simplify
3086  (max @0 @1)
3087  (switch
3088   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3089        && TYPE_MAX_VALUE (type)
3090        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
3091    @1)
3092   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3093        && TYPE_MIN_VALUE (type)
3094        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
3095    @0)))
3097 /* max (a, a + CST) -> a + CST where CST is positive.  */
3098 /* max (a, a + CST) -> a where CST is negative.  */
3099 (simplify
3100  (max:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
3101   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
3102    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
3103     @2
3104     @0)))
3106 /* min (a, a + CST) -> a where CST is positive.  */
3107 /* min (a, a + CST) -> a + CST where CST is negative. */
3108 (simplify
3109  (min:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
3110   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
3111    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
3112     @0
3113     @2)))
3115 /* Simplify min (&var[off0], &var[off1]) etc. depending on whether
3116    the addresses are known to be less, equal or greater.  */
3117 (for minmax (min max)
3118      cmp (lt gt)
3119  (simplify
3120   (minmax (convert1?@2 addr@0) (convert2?@3 addr@1))
3121   (with
3122    {
3123      poly_int64 off0, off1;
3124      tree base0, base1;
3125      int equal = address_compare (cmp, TREE_TYPE (@2), @0, @1, base0, base1,
3126                                   off0, off1, GENERIC);
3127    }
3128    (if (equal == 1)
3129     (if (minmax == MIN_EXPR)
3130      (if (known_le (off0, off1))
3131       @2
3132       (if (known_gt (off0, off1))
3133        @3))
3134      (if (known_ge (off0, off1))
3135       @2
3136       (if (known_lt (off0, off1))
3137        @3)))))))
3139 /* (convert (minmax ((convert (x) c)))) -> minmax (x c) if x is promoted
3140    and the outer convert demotes the expression back to x's type.  */
3141 (for minmax (min max)
3142  (simplify
3143   (convert (minmax@0 (convert @1) INTEGER_CST@2))
3144   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3145        && types_match (@1, type) && int_fits_type_p (@2, type)
3146        && TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIGN (type)
3147        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type))
3148    (minmax @1 (convert @2)))))
3150 (for minmax (FMIN_ALL FMAX_ALL)
3151  /* If either argument is NaN, return the other one.  Avoid the
3152     transformation if we get (and honor) a signalling NaN.  */
3153  (simplify
3154   (minmax:c @0 REAL_CST@1)
3155   (if (real_isnan (TREE_REAL_CST_PTR (@1))
3156        && (!HONOR_SNANS (@1) || !TREE_REAL_CST (@1).signalling))
3157    @0)))
3158 /* Convert fmin/fmax to MIN_EXPR/MAX_EXPR.  C99 requires these
3159    functions to return the numeric arg if the other one is NaN.
3160    MIN and MAX don't honor that, so only transform if -ffinite-math-only
3161    is set.  C99 doesn't require -0.0 to be handled, so we don't have to
3162    worry about it either.  */
3163 (if (flag_finite_math_only)
3164  (simplify
3165   (FMIN_ALL @0 @1)
3166   (min @0 @1))
3167  (simplify
3168   (FMAX_ALL @0 @1)
3169   (max @0 @1)))
3170 /* min (-A, -B) -> -max (A, B)  */
3171 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
3172      maxmin (max min FMAX_ALL FMIN_ALL)
3173  (simplify
3174   (minmax (negate:s@2 @0) (negate:s@3 @1))
3175   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3176        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3177            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
3178    (negate (maxmin @0 @1)))))
3179 /* MIN (~X, ~Y) -> ~MAX (X, Y)
3180    MAX (~X, ~Y) -> ~MIN (X, Y)  */
3181 (for minmax (min max)
3182  maxmin (max min)
3183  (simplify
3184   (minmax (bit_not:s@2 @0) (bit_not:s@3 @1))
3185   (bit_not (maxmin @0 @1))))
3187 /* MIN (X, Y) == X -> X <= Y  */
3188 (for minmax (min min max max)
3189      cmp    (eq  ne  eq  ne )
3190      out    (le  gt  ge  lt )
3191  (simplify
3192   (cmp:c (minmax:c @0 @1) @0)
3193   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3194    (out @0 @1))))
3195 /* MIN (X, 5) == 0 -> X == 0
3196    MIN (X, 5) == 7 -> false  */
3197 (for cmp (eq ne)
3198  (simplify
3199   (cmp (min @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3200   (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3201                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3202    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3203    (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3204                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3205     (cmp @0 @2)))))
3206 (for cmp (eq ne)
3207  (simplify
3208   (cmp (max @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3209   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3210                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3211    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3212    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3213                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3214     (cmp @0 @2)))))
3215 /* MIN (X, C1) < C2 -> X < C2 || C1 < C2  */
3216 (for minmax (min     min     max     max     min     min     max     max    )
3217      cmp    (lt      le      gt      ge      gt      ge      lt      le     )
3218      comb   (bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior bit_and bit_and bit_and bit_and)
3219  (simplify
3220   (cmp (minmax @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3221   (comb (cmp @0 @2) (cmp @1 @2))))
3223 /* X <= MAX(X, Y) -> true
3224    X > MAX(X, Y) -> false 
3225    X >= MIN(X, Y) -> true
3226    X < MIN(X, Y) -> false */
3227 (for minmax (min     min     max     max     )
3228      cmp    (ge      lt      le      gt      )
3229  (simplify
3230   (cmp @0 (minmax:c @0 @1))
3231   { constant_boolean_node (cmp == GE_EXPR || cmp == LE_EXPR, type); } ))
3233 /* Undo fancy way of writing max/min or other ?: expressions,
3234    like a - ((a - b) & -(a < b)), in this case into (a < b) ? b : a.
3235    People normally use ?: and that is what we actually try to optimize.  */
3236 (for cmp (simple_comparison)
3237  (simplify
3238   (minus @0 (bit_and:c (minus @0 @1)
3239                        (convert? (negate@4 (convert? (cmp@5 @2 @3))))))
3240   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3241        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@4))
3242        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@4)) != BOOLEAN_TYPE
3243        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@5))
3244        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)) >= TYPE_PRECISION (type)
3245            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@4)))
3246        && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
3247    (cond (cmp @2 @3) @1 @0)))
3248  (simplify
3249   (plus:c @0 (bit_and:c (minus @1 @0)
3250                         (convert? (negate@4 (convert? (cmp@5 @2 @3))))))
3251   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3252        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@4))
3253        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@4)) != BOOLEAN_TYPE
3254        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@5))
3255        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)) >= TYPE_PRECISION (type)
3256            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@4)))
3257        && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
3258    (cond (cmp @2 @3) @1 @0)))
3259  /* Similarly with ^ instead of - though in that case with :c.  */
3260  (simplify
3261   (bit_xor:c @0 (bit_and:c (bit_xor:c @0 @1)
3262                            (convert? (negate@4 (convert? (cmp@5 @2 @3))))))
3263   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3264        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@4))
3265        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@4)) != BOOLEAN_TYPE
3266        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@5))
3267        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)) >= TYPE_PRECISION (type)
3268            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@4)))
3269        && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
3270    (cond (cmp @2 @3) @1 @0))))
3272 /* Simplifications of shift and rotates.  */
3274 (for rotate (lrotate rrotate)
3275  (simplify
3276   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
3277   @0))
3279 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
3280 (simplify
3281  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
3282  (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
3283   @0))
3285 /* Optimize (x >> c) << c into x & (-1<<c).  */
3286 (simplify
3287  (lshift (nop_convert? (rshift @0 INTEGER_CST@1)) @1)
3288  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type)))
3289   /* It doesn't matter if the right shift is arithmetic or logical.  */
3290   (bit_and (view_convert @0) (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
3292 (simplify
3293  (lshift (convert (convert@2 (rshift @0 INTEGER_CST@1))) @1)
3294  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))
3295       /* Allow intermediate conversion to integral type with whatever sign, as
3296          long as the low TYPE_PRECISION (type)
3297          - TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) bits are preserved.  */
3298       && INTEGRAL_TYPE_P (type)
3299       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3300       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3301       && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3302       && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (type)
3303           || wi::geu_p (wi::to_wide (@1),
3304                         TYPE_PRECISION (type)
3305                         - TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)))))
3306   (bit_and (convert @0) (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
3308 /* Optimize (x << c) >> c into x & ((unsigned)-1 >> c) for unsigned
3309    types.  */
3310 (simplify
3311  (rshift (lshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
3312  (if (TYPE_UNSIGNED (type)
3313       && (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))))
3314   (bit_and @0 (rshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
3316 /* Optimize x >> x into 0 */
3317 (simplify
3318  (rshift @0 @0)
3319   { build_zero_cst (type); })
3321 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
3322  (simplify
3323   (shiftrotate @0 integer_zerop)
3324   (non_lvalue @0))
3325  (simplify
3326   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
3327   @0)
3328  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
3329     if vector2 is uniform.  */
3330  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
3331   (simplify
3332    (shiftrotate @0 vec@1)
3333    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
3334     (if (tem)
3335      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
3337 /* Simplify X << Y where Y's low width bits are 0 to X, as only valid
3338    Y is 0.  Similarly for X >> Y.  */
3339 #if GIMPLE
3340 (for shift (lshift rshift)
3341  (simplify
3342   (shift @0 SSA_NAME@1)
3343    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3344     (with {
3345       int width = ceil_log2 (element_precision (TREE_TYPE (@0)));
3346       int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
3347      }
3348      (if ((get_nonzero_bits (@1) & wi::mask (width, false, prec)) == 0)
3349       @0)))))
3350 #endif
3352 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
3353    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
3354 (simplify
3355  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
3356  (rrotate @0 { const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
3357                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
3358                                            element_precision (type)), @1); }))
3360 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
3361 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
3362  (simplify
3363   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3364   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
3365    (if (wi::ge_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
3366         && wi::lt_p (wi::to_wide (@1), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
3367         && wi::ge_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
3368         && wi::lt_p (wi::to_wide (@2), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
3369     (with { unsigned int low = (tree_to_uhwi (@1)
3370                                 + tree_to_uhwi (@2)); }
3371      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
3372         being well defined.  */
3373      (if (low >= prec)
3374       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
3375        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); })
3376        (if (TYPE_UNSIGNED (type) || op == LSHIFT_EXPR)
3377         { build_zero_cst (type); }
3378         (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); })))
3379       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); })))))))
3382 /* Simplify (CST << x) & 1 to 0 if CST is even or to x == 0 if it is odd.  */
3383 (simplify
3384  (bit_and (lshift INTEGER_CST@1 @0) integer_onep)
3385   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) != 0)
3386    (convert (eq:boolean_type_node @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
3387    { build_zero_cst (type); }))
3389 /* Simplify ((C << x) & D) != 0 where C and D are power of two constants,
3390    either to false if D is smaller (unsigned comparison) than C, or to
3391    x == log2 (D) - log2 (C).  Similarly for right shifts.  */
3392 (for cmp (ne eq)
3393      icmp (eq ne)
3394  (simplify
3395   (cmp (bit_and (lshift integer_pow2p@1 @0) integer_pow2p@2) integer_zerop)
3396    (with { int c1 = wi::clz (wi::to_wide (@1));
3397            int c2 = wi::clz (wi::to_wide (@2)); }
3398     (if (c1 < c2)
3399      { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? false : true, type); }
3400      (icmp @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@0), c1 - c2); }))))
3401  (simplify
3402   (cmp (bit_and (rshift integer_pow2p@1 @0) integer_pow2p@2) integer_zerop)
3403    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
3404     (with { int c1 = wi::clz (wi::to_wide (@1));
3405             int c2 = wi::clz (wi::to_wide (@2)); }
3406      (if (c1 > c2)
3407       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? false : true, type); }
3408       (icmp @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@0), c2 - c1); }))))))
3410 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
3411    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
3412    if CST2 != 0.  */
3413 (for cmp (ne eq)
3414  (simplify
3415   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
3416   (with { int cand = wi::ctz (wi::to_wide (@2)) - wi::ctz (wi::to_wide (@0)); }
3417    (if (cand < 0
3418         || (!integer_zerop (@2)
3419             && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) != wi::to_wide (@2)))
3420     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3421     (if (!integer_zerop (@2)
3422          && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) == wi::to_wide (@2))
3423      (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); }))))))
3425 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
3426         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
3427    if the new mask might be further optimized.  */
3428 (for shift (lshift rshift)
3429  (simplify
3430   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
3431            INTEGER_CST@2)
3432    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
3433         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
3434         && tree_fits_uhwi_p (@1)
3435         && tree_to_uhwi (@1) > 0
3436         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
3437     (with
3438      {
3439        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
3440        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
3441        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
3442        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
3443        unsigned int prec;
3445        if (shift == LSHIFT_EXPR)
3446          zerobits = ((HOST_WIDE_INT_1U << shiftc) - 1);
3447        else if (shift == RSHIFT_EXPR
3448                 && type_has_mode_precision_p (shift_type))
3449          {
3450            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
3451            tree arg00 = @0;
3452            /* See if more bits can be proven as zero because of
3453               zero extension.  */
3454            if (@3 != @0
3455                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
3456              {
3457                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
3458                if (type_has_mode_precision_p (inner_type)
3459                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
3460                  {
3461                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
3462                    /* See if we can shorten the right shift.  */
3463                    if (shiftc < prec)
3464                      shift_type = inner_type;
3465                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
3466                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
3467                       is all ones.  */
3468                  }
3469              }
3470            zerobits = HOST_WIDE_INT_M1U;
3471            if (shiftc < prec)
3472              {
3473                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
3474                zerobits <<= prec - shiftc;
3475              }
3476            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
3477               can contain actually sign bits, so no transformation is
3478               possible, unless MASK masks them all away.  In that
3479               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
3480            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
3481                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
3482              {
3483                if ((mask & zerobits) == 0)
3484                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
3485                else
3486                  zerobits = 0;
3487              }
3488          }
3489      }
3490      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
3491      (if ((mask & zerobits) == mask)
3492       { build_int_cst (type, 0); }
3493       (with { newmask = mask | zerobits; }
3494        (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
3495         (with
3496          {
3497            /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
3498               mode's mask.  */
3499            for (prec = BITS_PER_UNIT;
3500                 prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
3501              if (newmask == (HOST_WIDE_INT_1U << prec) - 1)
3502                break;
3503          }
3504          (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
3505               || newmask == HOST_WIDE_INT_M1U)
3506           (with
3507            { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
3508            (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
3509             (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
3510              (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; })
3511              (bit_and @4 { newmaskt; })))))))))))))
3513 /* ((1 << n) & M) != 0  -> n == log2 (M) */
3514 (for cmp (ne eq)
3515        icmp (eq ne)
3516  (simplify
3517   (cmp
3518    (bit_and
3519     (nop_convert? (lshift integer_onep @0)) integer_pow2p@1) integer_zerop)
3520   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3521    (icmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
3522                                 wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1))); }))))
3524 /* Fold (X {&,^,|} C2) << C1 into (X << C1) {&,^,|} (C2 << C1)
3525    (X {&,^,|} C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
3526 (for shift (lshift rshift)
3527  (for bit_op (bit_and bit_xor bit_ior)
3528   (simplify
3529    (shift (convert?:s (bit_op:s @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
3530    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3531     (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
3532      (if (mask)
3533       (bit_op (shift (convert @0) @1) { mask; })))))))
3535 /* ~(~X >> Y) -> X >> Y (for arithmetic shift).  */
3536 (simplify
3537  (bit_not (convert1?:s (rshift:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
3538   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3539        && (element_precision (TREE_TYPE (@0))
3540            <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3541            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))))
3542    (with
3543     { tree shift_type = TREE_TYPE (@0); }
3544      (convert (rshift (convert:shift_type @1) @2)))))
3546 /* ~(~X >>r Y) -> X >>r Y
3547    ~(~X <<r Y) -> X <<r Y */
3548 (for rotate (lrotate rrotate)
3549  (simplify
3550   (bit_not (convert1?:s (rotate:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
3551    (if ((element_precision (TREE_TYPE (@0))
3552          <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3553          || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
3554         && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
3555             || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
3556     (with
3557      { tree rotate_type = TREE_TYPE (@0); }
3558       (convert (rotate (convert:rotate_type @1) @2))))))
3560 (for cmp (eq ne)
3561  (for rotate (lrotate rrotate)
3562       invrot (rrotate lrotate)
3563   /* (X >>r Y) cmp (Z >>r Y) may simplify to X cmp Y. */
3564   (simplify
3565    (cmp (rotate @1 @0) (rotate @2 @0))
3566    (cmp @1 @2))
3567   /* (X >>r C1) cmp C2 may simplify to X cmp C3. */
3568   (simplify
3569    (cmp (rotate @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3570    (cmp @0 { const_binop (invrot, TREE_TYPE (@0), @2, @1); }))
3571   /* (X >>r Y) cmp C where C is 0 or ~0, may simplify to X cmp C.  */
3572   (simplify
3573    (cmp (rotate @0 @1) INTEGER_CST@2)
3574     (if (integer_zerop (@2) || integer_all_onesp (@2))
3575      (cmp @0 @2)))))
3577 /* Both signed and unsigned lshift produce the same result, so use
3578    the form that minimizes the number of conversions.  Postpone this
3579    transformation until after shifts by zero have been folded.  */
3580 (simplify
3581  (convert (lshift:s@0 (convert:s@1 @2) INTEGER_CST@3))
3582  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3583       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
3584       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3585       && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) <= TYPE_PRECISION (type)
3586       && !integer_zerop (@3))
3587   (lshift (convert @2) @3)))
3589 /* Simplifications of conversions.  */
3591 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
3592 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
3593  (simplify
3594   (cvt @0)
3595   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3596        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
3597    @0)))
3599 /* Contract view-conversions.  */
3600 (simplify
3601   (view_convert (view_convert @0))
3602   (view_convert @0))
3604 /* For integral conversions with the same precision or pointer
3605    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
3606 (simplify
3607   (view_convert @0)
3608   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
3609        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3610        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
3611    (convert @0)))
3613 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size, or
3614    zero-extend while keeping the same size (for bool-to-char).  */
3615 (simplify
3616   (view_convert (convert@0 @1))
3617   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3618        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3619        && TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))
3620        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3621            || (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3622                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))))
3623    (view_convert @1)))
3625 /* Simplify a view-converted empty constructor.  */
3626 (simplify
3627   (view_convert CONSTRUCTOR@0)
3628   (if (TREE_CODE (@0) != SSA_NAME
3629        && CONSTRUCTOR_NELTS (@0) == 0)
3630    { build_zero_cst (type); }))
3632 /* Re-association barriers around constants and other re-association
3633    barriers can be removed.  */
3634 (simplify
3635  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
3636  @0)
3637 (simplify
3638  (paren (paren@1 @0))
3639  @1)
3641 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
3642 (for ocvt (convert float fix_trunc)
3643  (for icvt (convert float)
3644   (simplify
3645    (ocvt (icvt@1 @0))
3646    (with
3647     {
3648       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
3649       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
3650       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
3651       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
3652       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
3653       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
3654       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
3655       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
3656       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
3657       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
3658       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
3659       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
3660       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
3661       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
3662       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
3663       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
3664       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
3665       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
3666       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
3667       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
3668     }
3669    (switch
3670     /* In addition to the cases of two conversions in a row
3671        handled below, if we are converting something to its own
3672        type via an object of identical or wider precision, neither
3673        conversion is needed.  */
3674     (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
3675           || (GENERIC
3676               && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
3677          && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
3678              || (inter_float && final_float))
3679          && inter_prec >= final_prec)
3680      (ocvt @0))
3682     /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
3683        float or both integer, we don't need the middle conversion if the
3684        former is wider than the latter and doesn't change the signedness
3685        (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
3686        then we sometimes need the middle conversion.  */
3687     (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
3688          && (final_int || final_float)
3689          && inter_prec >= inside_prec
3690          && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp))
3691      (ocvt @0))
3693     /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
3694        replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
3695        final conversion does not change precision we can drop the
3696        intermediate conversion.  */
3697     (if (inside_int && inter_int && final_int
3698          && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
3699               && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
3700              || final_prec == inter_prec))
3701      (ocvt @0))
3703     /* Two conversions in a row are not needed unless:
3704         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
3705         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
3706         - the intermediate type is narrower than both initial and
3707           final, or
3708         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
3709           and the outermost type is wider than the intermediate, or
3710         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
3711           intermediate and final types differ, or
3712         - the final type is a pointer type and the precisions of the
3713           initial and intermediate types differ.  */
3714     (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
3715          && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
3716          && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
3717          && ! (inside_int && inter_int
3718                && inter_unsignedp != inside_unsignedp
3719                && inter_prec < final_prec)
3720          && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
3721              == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
3722          && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
3723          && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec))
3724      (ocvt @0))
3726     /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
3727        canonicalized as bitwise and of a mask.  */
3728     (if (GIMPLE /* PR70366: doing this in GENERIC breaks -Wconversion.  */
3729          && final_int && inter_int && inside_int
3730          && final_prec == inside_prec
3731          && final_prec > inter_prec
3732          && inter_unsignedp)
3733      (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
3734                               (inside_type,
3735                                wi::mask (inter_prec, false,
3736                                          TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
3738     /* If we are converting an integer to a floating-point that can
3739        represent it exactly and back to an integer, we can skip the
3740        floating-point conversion.  */
3741     (if (GIMPLE /* PR66211 */
3742          && inside_int && inter_float && final_int &&
3743          (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
3744          >= inside_prec - !inside_unsignedp)
3745      (convert @0)))))))
3747 /* (float_type)(integer_type) x -> trunc (x) if the type of x matches
3748    float_type.  Only do the transformation if we do not need to preserve
3749    trapping behaviour, so require !flag_trapping_math. */
3750 #if GIMPLE
3751 (simplify
3752    (float (fix_trunc @0))
3753    (if (!flag_trapping_math
3754         && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
3755         && direct_internal_fn_supported_p (IFN_TRUNC, type,
3756                                           OPTIMIZE_FOR_BOTH))
3757       (IFN_TRUNC @0)))
3758 #endif
3760 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
3761    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
3762    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
3763 (simplify
3764   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
3765   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3766        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3767        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3768        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
3769                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
3770    (convert @0)))
3773 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
3774 (simplify
3775   (mult (convert1? (exact_div @0 @@1)) (convert2? @1))
3776   (convert @0))
3778 /* Simplify (A / B) * B + (A % B) -> A.  */
3779 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div)
3780      mod (trunc_mod ceil_mod floor_mod round_mod)
3781   (simplify
3782    (plus:c (mult:c (div @0 @1) @1) (mod @0 @1))
3783    @0))
3785 /* ((X /[ex] A) +- B) * A  -->  X +- A * B.  */
3786 (for op (plus minus)
3787  (simplify
3788   (mult (convert1? (op (convert2? (exact_div @0 INTEGER_CST@@1)) INTEGER_CST@2)) @1)
3789   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
3790        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)))
3791    (with
3792      {
3793        wi::overflow_type overflow;
3794        wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3795                                TYPE_SIGN (type), &overflow);
3796      }
3797      (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2))
3798          && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)) && !overflow)
3799       (op @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
3800       (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
3801        (convert (op (convert:utype @0)
3802                     (mult (convert:utype @1) (convert:utype @2))))))))))
3804 /* Canonicalization of binary operations.  */
3806 /* Convert X + -C into X - C.  */
3807 (simplify
3808  (plus @0 REAL_CST@1)
3809  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
3810   (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); }
3811    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
3812     (minus @0 { tem; })))))
3814 /* Convert x+x into x*2.  */
3815 (simplify
3816  (plus @0 @0)
3817  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
3818   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })
3819   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
3820    (mult @0 { build_int_cst (type, 2); }))))
3822 /* 0 - X  ->  -X.  */
3823 (simplify
3824  (minus integer_zerop @1)
3825  (negate @1))
3826 (simplify
3827  (pointer_diff integer_zerop @1)
3828  (negate (convert @1)))
3830 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
3831    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
3832    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
3833 (simplify
3834  (minus real_zerop@0 @1)
3835  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, @0, 0))
3836   (negate @1)))
3838 /* Transform x * -1 into -x.  */
3839 (simplify
3840  (mult @0 integer_minus_onep)
3841  (negate @0))
3843 /* Reassociate (X * CST) * Y to (X * Y) * CST.  This does not introduce
3844    signed overflow for CST != 0 && CST != -1.  */
3845 (simplify
3846  (mult:c (mult:s@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
3847  (if (TREE_CODE (@2) != INTEGER_CST
3848       && single_use (@3)
3849       && !integer_zerop (@1) && !integer_minus_onep (@1))
3850   (mult (mult @0 @2) @1)))
3852 /* True if we can easily extract the real and imaginary parts of a complex
3853    number.  */
3854 (match compositional_complex
3855  (convert? (complex @0 @1)))
3857 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
3858 (simplify
3859  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
3860  @0)
3861 (simplify
3862  (realpart (complex @0 @1))
3863  @0)
3864 (simplify
3865  (imagpart (complex @0 @1))
3866  @1)
3868 /* Sometimes we only care about half of a complex expression.  */
3869 (simplify
3870  (realpart (convert?:s (conj:s @0)))
3871  (convert (realpart @0)))
3872 (simplify
3873  (imagpart (convert?:s (conj:s @0)))
3874  (convert (negate (imagpart @0))))
3875 (for part (realpart imagpart)
3876  (for op (plus minus)
3877   (simplify
3878    (part (convert?:s@2 (op:s @0 @1)))
3879    (convert (op (part @0) (part @1))))))
3880 (simplify
3881  (realpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
3882  (convert (COS @0)))
3883 (simplify
3884  (imagpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
3885  (convert (SIN @0)))
3887 /* conj(conj(x)) -> x  */
3888 (simplify
3889  (conj (convert? (conj @0)))
3890  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type))
3891   (convert @0)))
3893 /* conj({x,y}) -> {x,-y}  */
3894 (simplify
3895  (conj (convert?:s (complex:s @0 @1)))
3896  (with { tree itype = TREE_TYPE (type); }
3897   (complex (convert:itype @0) (negate (convert:itype @1)))))
3899 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
3900 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32
3901             BUILT_IN_BSWAP64 BUILT_IN_BSWAP128)
3902  (simplify
3903   (bswap (bswap @0))
3904   @0)
3905  (simplify
3906   (bswap (bit_not (bswap @0)))
3907   (bit_not @0))
3908  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
3909   (simplify
3910    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
3911    (bitop @0 (bswap @1))))
3912  (for cmp (eq ne)
3913   (simplify
3914    (cmp (bswap@2 @0) (bswap @1))
3915    (with { tree ctype = TREE_TYPE (@2); }
3916     (cmp (convert:ctype @0) (convert:ctype @1))))
3917   (simplify
3918    (cmp (bswap @0) INTEGER_CST@1)
3919    (with { tree ctype = TREE_TYPE (@1); }
3920     (cmp (convert:ctype @0) (bswap @1)))))
3921  /* (bswap(x) >> C1) & C2 can sometimes be simplified to (x >> C3) & C2.  */
3922  (simplify
3923   (bit_and (convert1? (rshift@0 (convert2? (bswap@4 @1)) INTEGER_CST@2))
3924            INTEGER_CST@3)
3925    (if (BITS_PER_UNIT == 8
3926         && tree_fits_uhwi_p (@2)
3927         && tree_fits_uhwi_p (@3))
3928     (with
3929      {
3930       unsigned HOST_WIDE_INT prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4));
3931       unsigned HOST_WIDE_INT bits = tree_to_uhwi (@2);
3932       unsigned HOST_WIDE_INT mask = tree_to_uhwi (@3);
3933       unsigned HOST_WIDE_INT lo = bits & 7;
3934       unsigned HOST_WIDE_INT hi = bits - lo;
3935      }
3936      (if (bits < prec
3937           && mask < (256u>>lo)
3938           && bits < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE(@0)))
3939       (with { unsigned HOST_WIDE_INT ns = (prec - (hi + 8)) + lo; }
3940        (if (ns == 0)
3941         (bit_and (convert @1) @3)
3942         (with
3943          {
3944           tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1));
3945           tree nst = build_int_cst (integer_type_node, ns);
3946          }
3947          (bit_and (convert (rshift:utype (convert:utype @1) {nst;})) @3))))))))
3948  /* bswap(x) >> C1 can sometimes be simplified to (T)x >> C2.  */
3949  (simplify
3950   (rshift (convert? (bswap@2 @0)) INTEGER_CST@1)
3951    (if (BITS_PER_UNIT == 8
3952         && CHAR_TYPE_SIZE == 8
3953         && tree_fits_uhwi_p (@1))
3954     (with
3955      {
3956       unsigned HOST_WIDE_INT prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2));
3957       unsigned HOST_WIDE_INT bits = tree_to_uhwi (@1);
3958       /* If the bswap was extended before the original shift, this
3959          byte (shift) has the sign of the extension, not the sign of
3960          the original shift.  */
3961       tree st = TYPE_PRECISION (type) > prec ? TREE_TYPE (@2) : type;
3962      }
3963      /* Special case: logical right shift of sign-extended bswap.
3964         (unsigned)(short)bswap16(x)>>12 is (unsigned)((short)x<<8)>>12. */
3965      (if (TYPE_PRECISION (type) > prec
3966           && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2))
3967           && TYPE_UNSIGNED (type)
3968           && bits < prec && bits + 8 >= prec)
3969       (with { tree nst = build_int_cst (integer_type_node, prec - 8); }
3970        (rshift (convert (lshift:st (convert:st @0) {nst;})) @1))
3971       (if (bits + 8 == prec)
3972        (if (TYPE_UNSIGNED (st))
3973         (convert (convert:unsigned_char_type_node @0))
3974         (convert (convert:signed_char_type_node @0)))
3975        (if (bits < prec && bits + 8 > prec)
3976         (with 
3977          {
3978           tree nst = build_int_cst (integer_type_node, bits & 7);
3979           tree bt = TYPE_UNSIGNED (st) ? unsigned_char_type_node
3980                                        : signed_char_type_node;
3981          }
3982          (convert (rshift:bt (convert:bt @0) {nst;})))))))))
3983  /* bswap(x) & C1 can sometimes be simplified to (x >> C2) & C1.  */
3984  (simplify
3985   (bit_and (convert? (bswap@2 @0)) INTEGER_CST@1)
3986    (if (BITS_PER_UNIT == 8
3987         && tree_fits_uhwi_p (@1)
3988         && tree_to_uhwi (@1) < 256)
3989     (with
3990      {
3991       unsigned HOST_WIDE_INT prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2));
3992       tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
3993       tree nst = build_int_cst (integer_type_node, prec - 8);
3994      }
3995      (bit_and (convert (rshift:utype (convert:utype @0) {nst;})) @1)))))
3998 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
4000 /* Simplify constant conditions.
4001    Only optimize constant conditions when the selected branch
4002    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
4003    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
4004    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
4005    this one as we depend on doing this transform before possibly
4006    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
4007    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
4008    genmatch cannot handle.  */
4009 (simplify
4010  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
4011  (if (integer_zerop (@0))
4012   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)) || VOID_TYPE_P (type))
4013    @2)
4014   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || VOID_TYPE_P (type))
4015    @1)))
4016 (simplify
4017  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
4018  (if (integer_all_onesp (@0))
4019   @1
4020   (if (integer_zerop (@0))
4021    @2)))
4023 #if GIMPLE
4024 /* Sink unary operations to branches, but only if we do fold both.  */
4025 (for op (negate bit_not abs absu)
4026  (simplify
4027   (op (vec_cond:s @0 @1 @2))
4028   (vec_cond @0 (op! @1) (op! @2))))
4030 /* Sink binary operation to branches, but only if we can fold it.  */
4031 (for op (tcc_comparison plus minus mult bit_and bit_ior bit_xor
4032          lshift rshift rdiv trunc_div ceil_div floor_div round_div
4033          trunc_mod ceil_mod floor_mod round_mod min max)
4034 /* (c ? a : b) op (c ? d : e)  -->  c ? (a op d) : (b op e) */
4035  (simplify
4036   (op (vec_cond:s @0 @1 @2) (vec_cond:s @0 @3 @4))
4037   (vec_cond @0 (op! @1 @3) (op! @2 @4)))
4039 /* (c ? a : b) op d  -->  c ? (a op d) : (b op d) */
4040  (simplify
4041   (op (vec_cond:s @0 @1 @2) @3)
4042   (vec_cond @0 (op! @1 @3) (op! @2 @3)))
4043  (simplify
4044   (op @3 (vec_cond:s @0 @1 @2))
4045   (vec_cond @0 (op! @3 @1) (op! @3 @2))))
4046 #endif
4048 #if GIMPLE
4049 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @1 @4)
4050  (bit_and (convert?@4 (ATOMIC_FETCH_OR_XOR_N @2 INTEGER_CST@0 @3))
4051            INTEGER_CST@1)
4052  (with {
4053          int ibit = tree_log2 (@0);
4054          int ibit2 = tree_log2 (@1);
4055        }
4056   (if (ibit == ibit2
4057       && ibit >= 0
4058       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))))
4060 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @1 @3)
4061  (bit_and (convert?@3 (SYNC_FETCH_OR_XOR_N @2 INTEGER_CST@0))
4062           INTEGER_CST@1)
4063  (with {
4064          int ibit = tree_log2 (@0);
4065          int ibit2 = tree_log2 (@1);
4066        }
4067   (if (ibit == ibit2
4068       && ibit >= 0
4069       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))))
4071 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @0 @4)
4072  (bit_and:c
4073   (convert1?@4
4074    (ATOMIC_FETCH_OR_XOR_N @2 (nop_convert? (lshift@0 integer_onep@5 @6)) @3))
4075   (convert2? @0))
4076  (if (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))))
4078 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @0 @4)
4079  (bit_and:c
4080   (convert1?@4
4081    (SYNC_FETCH_OR_XOR_N @2 (nop_convert? (lshift@0 integer_onep@3 @5))))
4082   (convert2? @0))
4083  (if (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))))
4085 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @1 @3)
4086  (bit_and@4 (convert?@3 (ATOMIC_FETCH_AND_N @2 INTEGER_CST@0 @5))
4087             INTEGER_CST@1)
4088  (with {
4089          int ibit = wi::exact_log2 (wi::zext (wi::bit_not (wi::to_wide (@0)),
4090                                               TYPE_PRECISION(type)));
4091          int ibit2 = tree_log2 (@1);
4092        }
4093   (if (ibit == ibit2
4094       && ibit >= 0
4095       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))))
4097 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @1 @3)
4098  (bit_and@4
4099   (convert?@3 (SYNC_FETCH_AND_AND_N @2 INTEGER_CST@0))
4100   INTEGER_CST@1)
4101  (with {
4102          int ibit = wi::exact_log2 (wi::zext (wi::bit_not (wi::to_wide (@0)),
4103                                               TYPE_PRECISION(type)));
4104          int ibit2 = tree_log2 (@1);
4105        }
4106   (if (ibit == ibit2
4107       && ibit >= 0
4108       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))))
4110 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @4 @0 @3)
4111  (bit_and:c
4112   (convert1?@3
4113    (ATOMIC_FETCH_AND_N @2 (nop_convert?@4 (bit_not (lshift@0 integer_onep@6 @7))) @5))
4114   (convert2? @0))
4115  (if (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)))))
4117 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @4 @0 @3)
4118  (bit_and:c
4119   (convert1?@3
4120    (SYNC_FETCH_AND_AND_N @2 (nop_convert?@4 (bit_not (lshift@0 integer_onep@6 @7)))))
4121   (convert2? @0))
4122   (if (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)))))
4124 #endif
4126 /* (v ? w : 0) ? a : b is just (v & w) ? a : b
4127    Currently disabled after pass lvec because ARM understands
4128    VEC_COND_EXPR<v==w,-1,0> but not a plain v==w fed to BIT_IOR_EXPR.  */
4129 (simplify
4130  (vec_cond (vec_cond:s @0 @3 integer_zerop) @1 @2)
4131  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
4132   (vec_cond (bit_and @0 @3) @1 @2)))
4133 (simplify
4134  (vec_cond (vec_cond:s @0 integer_all_onesp @3) @1 @2)
4135  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
4136   (vec_cond (bit_ior @0 @3) @1 @2)))
4137 (simplify
4138  (vec_cond (vec_cond:s @0 integer_zerop @3) @1 @2)
4139  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
4140   (vec_cond (bit_ior @0 (bit_not @3)) @2 @1)))
4141 (simplify
4142  (vec_cond (vec_cond:s @0 @3 integer_all_onesp) @1 @2)
4143  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
4144   (vec_cond (bit_and @0 (bit_not @3)) @2 @1)))
4146 /* c1 ? c2 ? a : b : b  -->  (c1 & c2) ? a : b  */
4147 (simplify
4148  (vec_cond @0 (vec_cond:s @1 @2 @3) @3)
4149  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
4150   (vec_cond (bit_and @0 @1) @2 @3)))
4151 (simplify
4152  (vec_cond @0 @2 (vec_cond:s @1 @2 @3))
4153  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
4154   (vec_cond (bit_ior @0 @1) @2 @3)))
4155 (simplify
4156  (vec_cond @0 (vec_cond:s @1 @2 @3) @2)
4157  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
4158   (vec_cond (bit_ior (bit_not @0) @1) @2 @3)))
4159 (simplify
4160  (vec_cond @0 @3 (vec_cond:s @1 @2 @3))
4161  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
4162   (vec_cond (bit_and (bit_not @0) @1) @2 @3)))
4164 /* Canonicalize mask ? { 0, ... } : { -1, ...} to ~mask if the mask
4165    types are compatible.  */
4166 (simplify
4167  (vec_cond @0 VECTOR_CST@1 VECTOR_CST@2)
4168  (if (VECTOR_BOOLEAN_TYPE_P (type)
4169       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
4170   (if (integer_zerop (@1) && integer_all_onesp (@2))
4171    (bit_not @0)
4172    (if (integer_all_onesp (@1) && integer_zerop (@2))
4173     @0))))
4175 /* A few simplifications of "a ? CST1 : CST2". */
4176 /* NOTE: Only do this on gimple as the if-chain-to-switch
4177    optimization depends on the gimple to have if statements in it. */
4178 #if GIMPLE
4179 (simplify
4180  (cond @0 INTEGER_CST@1 INTEGER_CST@2)
4181  (switch
4182   (if (integer_zerop (@2))
4183    (switch
4184     /* a ? 1 : 0 -> a if 0 and 1 are integral types. */
4185     (if (integer_onep (@1))
4186      (convert (convert:boolean_type_node @0)))
4187     /* a ? powerof2cst : 0 -> a << (log2(powerof2cst)) */
4188     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && integer_pow2p (@1))
4189      (with {
4190        tree shift = build_int_cst (integer_type_node, tree_log2 (@1));
4191       }
4192       (lshift (convert (convert:boolean_type_node @0)) { shift; })))
4193     /* a ? -1 : 0 -> -a.  No need to check the TYPE_PRECISION not being 1
4194        here as the powerof2cst case above will handle that case correctly.  */
4195     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && integer_all_onesp (@1))
4196      (negate (convert (convert:boolean_type_node @0))))))
4197   (if (integer_zerop (@1))
4198    (with {
4199       tree booltrue = constant_boolean_node (true, boolean_type_node);
4200     }
4201     (switch
4202      /* a ? 0 : 1 -> !a. */
4203      (if (integer_onep (@2))
4204       (convert (bit_xor (convert:boolean_type_node @0) { booltrue; } )))
4205      /* a ? powerof2cst : 0 -> (!a) << (log2(powerof2cst)) */
4206      (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) &&  integer_pow2p (@2))
4207       (with {
4208         tree shift = build_int_cst (integer_type_node, tree_log2 (@2));
4209        }
4210        (lshift (convert (bit_xor (convert:boolean_type_node @0) { booltrue; } ))
4211         { shift; })))
4212      /* a ? -1 : 0 -> -(!a).  No need to check the TYPE_PRECISION not being 1
4213        here as the powerof2cst case above will handle that case correctly.  */
4214      (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && integer_all_onesp (@2))
4215       (negate (convert (bit_xor (convert:boolean_type_node @0) { booltrue; } ))))
4216     )
4217    )
4218   )
4221 #endif
4223 /* Simplification moved from fold_cond_expr_with_comparison.  It may also
4224    be extended.  */
4225 /* This pattern implements two kinds simplification:
4227    Case 1)
4228    (cond (cmp (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (minmax (x c)) if:
4229      1) Conversions are type widening from smaller type.
4230      2) Const c1 equals to c2 after canonicalizing comparison.
4231      3) Comparison has tree code LT, LE, GT or GE.
4232    This specific pattern is needed when (cmp (convert x) c) may not
4233    be simplified by comparison patterns because of multiple uses of
4234    x.  It also makes sense here because simplifying across multiple
4235    referred var is always benefitial for complicated cases.
4237    Case 2)
4238    (cond (eq (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (cond (eq x c1) c1 c2).  */
4239 (for cmp (lt le gt ge eq)
4240  (simplify
4241   (cond (cmp (convert1? @1) INTEGER_CST@3) (convert2? @1) INTEGER_CST@2)
4242   (with
4243    {
4244      tree from_type = TREE_TYPE (@1);
4245      tree c1_type = TREE_TYPE (@3), c2_type = TREE_TYPE (@2);
4246      enum tree_code code = ERROR_MARK;
4248      if (INTEGRAL_TYPE_P (from_type)
4249          && int_fits_type_p (@2, from_type)
4250          && (types_match (c1_type, from_type)
4251              || (TYPE_PRECISION (c1_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
4252                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
4253                      || TYPE_SIGN (c1_type) == TYPE_SIGN (from_type))))
4254          && (types_match (c2_type, from_type)
4255              || (TYPE_PRECISION (c2_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
4256                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
4257                      || TYPE_SIGN (c2_type) == TYPE_SIGN (from_type)))))
4258        {
4259          if (cmp != EQ_EXPR)
4260            {
4261              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) - 1))
4262                {
4263                  /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
4264                  if (cmp == LE_EXPR)
4265                    code = LT_EXPR;
4266                  /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
4267                  if (cmp == GT_EXPR)
4268                    code = GE_EXPR;
4269                }
4270              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) + 1))
4271                {
4272                  /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
4273                  if (cmp == LT_EXPR)
4274                    code = LE_EXPR;
4275                  /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
4276                  if (cmp == GE_EXPR)
4277                    code = GT_EXPR;
4278                }
4279              if (code != ERROR_MARK
4280                  || wi::to_widest (@2) == wi::to_widest (@3))
4281                {
4282                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
4283                    code = MIN_EXPR;
4284                  if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4285                    code = MAX_EXPR;
4286                }
4287            }
4288          /* Can do A == C1 ? A : C2  ->  A == C1 ? C1 : C2?  */
4289          else if (int_fits_type_p (@3, from_type))
4290            code = EQ_EXPR;
4291        }
4292    }
4293    (if (code == MAX_EXPR)
4294     (convert (max @1 (convert @2)))
4295     (if (code == MIN_EXPR)
4296      (convert (min @1 (convert @2)))
4297      (if (code == EQ_EXPR)
4298       (convert (cond (eq @1 (convert @3))
4299                      (convert:from_type @3) (convert:from_type @2)))))))))
4301 /* (cond (cmp (convert? x) c1) (op x c2) c3) -> (op (minmax x c1) c2) if:
4303      1) OP is PLUS or MINUS.
4304      2) CMP is LT, LE, GT or GE.
4305      3) C3 == (C1 op C2), and computation doesn't have undefined behavior.
4307    This pattern also handles special cases like:
4309      A) Operand x is a unsigned to signed type conversion and c1 is
4310         integer zero.  In this case,
4311           (signed type)x  < 0  <=>  x  > MAX_VAL(signed type)
4312           (signed type)x >= 0  <=>  x <= MAX_VAL(signed type)
4313      B) Const c1 may not equal to (C3 op' C2).  In this case we also
4314         check equality for (c1+1) and (c1-1) by adjusting comparison
4315         code.
4317    TODO: Though signed type is handled by this pattern, it cannot be
4318    simplified at the moment because C standard requires additional
4319    type promotion.  In order to match&simplify it here, the IR needs
4320    to be cleaned up by other optimizers, i.e, VRP.  */
4321 (for op (plus minus)
4322  (for cmp (lt le gt ge)
4323   (simplify
4324    (cond (cmp (convert? @X) INTEGER_CST@1) (op @X INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
4325    (with { tree from_type = TREE_TYPE (@X), to_type = TREE_TYPE (@1); }
4326     (if (types_match (from_type, to_type)
4327          /* Check if it is special case A).  */
4328          || (TYPE_UNSIGNED (from_type)
4329              && !TYPE_UNSIGNED (to_type)
4330              && TYPE_PRECISION (from_type) == TYPE_PRECISION (to_type)
4331              && integer_zerop (@1)
4332              && (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)))
4333      (with
4334       {
4335         wi::overflow_type overflow = wi::OVF_NONE;
4336         enum tree_code code, cmp_code = cmp;
4337         wide_int real_c1;
4338         wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
4339         wide_int c2 = wi::to_wide (@2);
4340         wide_int c3 = wi::to_wide (@3);
4341         signop sgn = TYPE_SIGN (from_type);
4343         /* Handle special case A), given x of unsigned type:
4344             ((signed type)x  < 0) <=> (x  > MAX_VAL(signed type))
4345             ((signed type)x >= 0) <=> (x <= MAX_VAL(signed type))  */
4346         if (!types_match (from_type, to_type))
4347           {
4348             if (cmp_code == LT_EXPR)
4349               cmp_code = GT_EXPR;
4350             if (cmp_code == GE_EXPR)
4351               cmp_code = LE_EXPR;
4352             c1 = wi::max_value (to_type);
4353           }
4354         /* To simplify this pattern, we require c3 = (c1 op c2).  Here we
4355            compute (c3 op' c2) and check if it equals to c1 with op' being
4356            the inverted operator of op.  Make sure overflow doesn't happen
4357            if it is undefined.  */
4358         if (op == PLUS_EXPR)
4359           real_c1 = wi::sub (c3, c2, sgn, &overflow);
4360         else
4361           real_c1 = wi::add (c3, c2, sgn, &overflow);
4363         code = cmp_code;
4364         if (!overflow || !TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (from_type))
4365           {
4366             /* Check if c1 equals to real_c1.  Boundary condition is handled
4367                by adjusting comparison operation if necessary.  */
4368             if (!wi::cmp (wi::sub (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
4369                 && !overflow)
4370               {
4371                 /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
4372                 if (cmp_code == LE_EXPR)
4373                   code = LT_EXPR;
4374                 /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
4375                 if (cmp_code == GT_EXPR)
4376                   code = GE_EXPR;
4377               }
4378             if (!wi::cmp (wi::add (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
4379                 && !overflow)
4380               {
4381                 /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
4382                 if (cmp_code == LT_EXPR)
4383                   code = LE_EXPR;
4384                 /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
4385                 if (cmp_code == GE_EXPR)
4386                   code = GT_EXPR;
4387               }
4388             if (code != cmp_code || !wi::cmp (real_c1, c1, sgn))
4389               {
4390                 if (cmp_code == LT_EXPR || cmp_code == LE_EXPR)
4391                   code = MIN_EXPR;
4392                 if (cmp_code == GT_EXPR || cmp_code == GE_EXPR)
4393                   code = MAX_EXPR;
4394               }
4395           }
4396       }
4397       (if (code == MAX_EXPR)
4398        (op (max @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
4399            { wide_int_to_tree (from_type, c2); })
4400        (if (code == MIN_EXPR)
4401         (op (min @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
4402             { wide_int_to_tree (from_type, c2); })))))))))
4404 (for cnd (cond vec_cond)
4405  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
4406  (simplify
4407   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
4408   (cnd @0 @1 @3))
4409  (simplify
4410   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
4411   (cnd @0 @1 @3))
4412  /* A ? B : (!A ? C : X) -> A ? B : C.  */
4413  /* ???  This matches embedded conditions open-coded because genmatch
4414     would generate matching code for conditions in separate stmts only.
4415     The following is still important to merge then and else arm cases
4416     from if-conversion.  */
4417  (simplify
4418   (cnd @0 @1 (cnd @2 @3 @4))
4419   (if (inverse_conditions_p (@0, @2))
4420    (cnd @0 @1 @3)))
4421  (simplify
4422   (cnd @0 (cnd @1 @2 @3) @4)
4423   (if (inverse_conditions_p (@0, @1))
4424    (cnd @0 @3 @4)))
4426  /* A ? B : B -> B.  */
4427  (simplify
4428   (cnd @0 @1 @1)
4429   @1)
4431  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
4432  (simplify
4433   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
4434   (cnd @0 @2 @1)))
4436 /* abs/negative simplifications moved from fold_cond_expr_with_comparison,
4437    Need to handle (A - B) case as fold_cond_expr_with_comparison does.
4438    Need to handle UN* comparisons.
4440    None of these transformations work for modes with signed
4441    zeros.  If A is +/-0, the first two transformations will
4442    change the sign of the result (from +0 to -0, or vice
4443    versa).  The last four will fix the sign of the result,
4444    even though the original expressions could be positive or
4445    negative, depending on the sign of A.
4447    Note that all these transformations are correct if A is
4448    NaN, since the two alternatives (A and -A) are also NaNs.  */
4450 (for cnd (cond vec_cond)
4451  /* A == 0 ? A : -A    same as -A */
4452  (for cmp (eq uneq)
4453   (simplify
4454    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate@1 @0))
4455     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4456      @1))
4457   (simplify
4458    (cnd (cmp @0 zerop) integer_zerop (negate@1 @0))
4459     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4460      @1))
4462  /* A != 0 ? A : -A    same as A */
4463  (for cmp (ne ltgt)
4464   (simplify
4465    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate @0))
4466     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4467      @0))
4468   (simplify
4469    (cnd (cmp @0 zerop) @0 integer_zerop)
4470     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4471      @0))
4473  /* A >=/> 0 ? A : -A    same as abs (A) */
4474  (for cmp (ge gt)
4475   (simplify
4476    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate @0))
4477     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
4478          && !TYPE_UNSIGNED (type))
4479      (abs @0))))
4480  /* A <=/< 0 ? A : -A    same as -abs (A) */
4481  (for cmp (le lt)
4482   (simplify
4483    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate @0))
4484     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
4485          && !TYPE_UNSIGNED (type))
4486      (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
4487           && !TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
4488       (with {
4489         tree utype = unsigned_type_for (type);
4490        }
4491        (convert (negate (absu:utype @0))))
4492        (negate (abs @0)))))
4496 /* -(type)!A -> (type)A - 1.  */
4497 (simplify
4498  (negate (convert?:s (logical_inverted_value:s @0)))
4499  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4500       && TREE_CODE (type) != BOOLEAN_TYPE
4501       && TYPE_PRECISION (type) > 1
4502       && TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
4503       && ssa_name_has_boolean_range (@0))
4504   (plus (convert:type @0) { build_all_ones_cst (type); })))
4506 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C ? -1 : 0), since vector comparisons
4507    return all -1 or all 0 results.  */
4508 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
4509    but that isn't necessarily a win on its own.  */
4510 (simplify
4511  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
4512  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
4513       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
4514                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
4515       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
4516           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
4517   (minus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
4519 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C ? -1 : 0).  */
4520 (simplify
4521  (minus @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
4522  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
4523       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
4524                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
4525       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
4526           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
4527   (plus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
4530 /* Simplifications of comparisons.  */
4532 /* See if we can reduce the magnitude of a constant involved in a
4533    comparison by changing the comparison code.  This is a canonicalization
4534    formerly done by maybe_canonicalize_comparison_1.  */
4535 (for cmp  (le gt)
4536      acmp (lt ge)
4537  (simplify
4538   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
4539   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
4540    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == -1)
4541      (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4542                                    wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4543                                                      wi::to_wide (cst)
4544                                                      + 1)); })))))
4545 (for cmp  (ge lt)
4546      acmp (gt le)
4547  (simplify
4548   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
4549   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
4550    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == 1)
4551     (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4552                                   wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4553                                   wi::to_wide (cst) - 1)); })))))
4555 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
4556    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
4557    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
4558    that with expression code iteration.  */
4559 (for cmp (tcc_comparison)
4560      icmp (inverted_tcc_comparison)
4561      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
4562  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
4563     and handle some more cases by using
4564       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
4565     here but for that genmatch would need to "inline" that.
4566     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
4567  (simplify
4568   (bit_not (cmp @0 @1))
4569   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
4570        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
4571    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
4572       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
4573       a computed operator in the replacement tree thus we have
4574       to play the trick below.  */
4575    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
4576              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
4577     (if (ic == icmp)
4578      (icmp @0 @1)
4579      (if (ic == ncmp)
4580       (ncmp @0 @1))))))
4581  (simplify
4582   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
4583   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
4584             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
4585    (if (ic == icmp)
4586     (icmp @0 @1)
4587     (if (ic == ncmp)
4588      (ncmp @0 @1))))))
4590 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
4591    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
4592    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
4593    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
4594    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
4595 (for cmp (eq ne)
4596  (for sub (minus pointer_diff)
4597   (simplify
4598    (cmp (sub@2 @0 @1) integer_zerop)
4599    (if (single_use (@2))
4600     (cmp @0 @1)))))
4602 /* Simplify (x < 0) ^ (y < 0) to (x ^ y) < 0 and
4603    (x >= 0) ^ (y >= 0) to (x ^ y) < 0.  */
4604 (for cmp (lt ge)
4605  (simplify
4606   (bit_xor (cmp:s @0 integer_zerop) (cmp:s @1 integer_zerop))
4607    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4608         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4609         && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
4610     (lt (bit_xor @0 @1) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
4611 /* Simplify (x < 0) ^ (y >= 0) to (x ^ y) >= 0 and
4612    (x >= 0) ^ (y < 0) to (x ^ y) >= 0.  */
4613 (simplify
4614  (bit_xor:c (lt:s @0 integer_zerop) (ge:s @1 integer_zerop))
4615   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4616        && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4617        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
4618    (ge (bit_xor @0 @1) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
4620 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
4621    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
4622    often enough for folding it to be of value.  One example is in
4623    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
4624 (for cmp (simple_comparison)
4625      scmp (swapped_simple_comparison)
4626  (simplify
4627   (cmp (mult@3 @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
4628   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
4629   (if (integer_zerop (@1))
4630    (cmp @1 @2)
4631    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4632         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
4633         && single_use (@3))
4634     /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
4635     (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
4636      (scmp @0 @2)
4637      (cmp @0 @2))))))
4639 /* For integral types with undefined overflow fold
4640    x * C1 == C2 into x == C2 / C1 or false.
4641    If overflow wraps and C1 is odd, simplify to x == C2 / C1 in the ring
4642    Z / 2^n Z.  */
4643 (for cmp (eq ne)
4644  (simplify
4645   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4646   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4647        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
4648        && wi::to_wide (@1) != 0)
4649    (with { widest_int quot; }
4650     (if (wi::multiple_of_p (wi::to_widest (@2), wi::to_widest (@1),
4651                             TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)), &quot))
4652      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), quot); })
4653      { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
4654    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4655         && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
4656         && (wi::bit_and (wi::to_wide (@1), 1) == 1))
4657     (cmp @0
4658      {
4659        tree itype = TREE_TYPE (@0);
4660        int p = TYPE_PRECISION (itype);
4661        wide_int m = wi::one (p + 1) << p;
4662        wide_int a = wide_int::from (wi::to_wide (@1), p + 1, UNSIGNED);
4663        wide_int i = wide_int::from (wi::mod_inv (a, m),
4664                                     p, TYPE_SIGN (itype));
4665        wide_int_to_tree (itype, wi::mul (i, wi::to_wide (@2)));
4666      })))))
4668 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
4669    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
4670 (for cmp (eq ge le)
4671  (simplify
4672   (cmp @0 @0)
4673   (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4674        || ! HONOR_NANS (@0))
4675    { constant_boolean_node (true, type); }
4676    (if (cmp != EQ_EXPR
4677         /* With -ftrapping-math conversion to EQ loses an exception.  */
4678         && (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4679             || ! flag_trapping_math))
4680     (eq @0 @0)))))
4681 (for cmp (ne gt lt)
4682  (simplify
4683   (cmp @0 @0)
4684   (if (cmp != NE_EXPR
4685        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4686        || ! HONOR_NANS (@0))
4687    { constant_boolean_node (false, type); })))
4688 (for cmp (unle unge uneq)
4689  (simplify
4690   (cmp @0 @0)
4691   { constant_boolean_node (true, type); }))
4692 (for cmp (unlt ungt)
4693  (simplify
4694   (cmp @0 @0)
4695   (unordered @0 @0)))
4696 (simplify
4697  (ltgt @0 @0)
4698  (if (!flag_trapping_math)
4699   { constant_boolean_node (false, type); }))
4701 /* x == ~x -> false */
4702 /* x != ~x -> true */
4703 (for cmp (eq ne)
4704  (simplify
4705   (cmp:c @0 (bit_not @0))
4706   { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
4708 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
4709 (for cmp (simple_comparison)
4710  (simplify
4711   (cmp (bit_not@2 @0) (bit_not@3 @1))
4712   (if (single_use (@2) && single_use (@3))
4713    (cmp @1 @0))))
4715 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
4716 (for cmp (simple_comparison)
4717      scmp (swapped_simple_comparison)
4718  (simplify
4719   (cmp (bit_not@2 @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
4720   (if (single_use (@2)
4721        && (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST))
4722    (scmp @0 (bit_not @1)))))
4724 (for cmp (simple_comparison)
4725  /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
4726  (simplify
4727   (cmp (convert@2 @0) (convert? @1))
4728   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4729        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4730            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4731        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4732            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))))
4733    (with
4734     {
4735       tree type1 = TREE_TYPE (@1);
4736       if (TREE_CODE (@1) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
4737         {
4738           REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@1);
4739           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
4740               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
4741             type1 = float_type_node;
4742           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
4743               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
4744             type1 = double_type_node;
4745         }
4746       tree newtype
4747         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type1)
4748            ? TREE_TYPE (@0) : type1);
4749     }
4750     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (newtype))
4751      (cmp (convert:newtype @0) (convert:newtype @1))))))
4753  (simplify
4754   (cmp @0 REAL_CST@1)
4755   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
4756   (switch
4757    /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
4758    (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
4759     (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
4760    /* (-0) CMP b -> 0 CMP b.  */
4761    (if (TREE_CODE (@0) == REAL_CST
4762         && REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@0)))
4763     (cmp { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); } @1))
4764    /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
4765    (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
4766         && !tree_expr_signaling_nan_p (@1)
4767         && !tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
4768     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
4769    /* NaN != y is always true, other ops are always false.  */
4770    (if (TREE_CODE (@0) == REAL_CST
4771         && REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@0))
4772         && !tree_expr_signaling_nan_p (@0)
4773         && !tree_expr_signaling_nan_p (@1))
4774     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
4775    /* Fold comparisons against infinity.  */
4776    (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
4777         && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
4778     (with
4779      {
4780        REAL_VALUE_TYPE max;
4781        enum tree_code code = cmp;
4782        bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
4783        if (neg)
4784          code = swap_tree_comparison (code);
4785      }
4786      (switch
4787       /* x > +Inf is always false, if we ignore NaNs or exceptions.  */
4788       (if (code == GT_EXPR
4789            && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
4790        { constant_boolean_node (false, type); })
4791       (if (code == LE_EXPR)
4792        /* x <= +Inf is always true, if we don't care about NaNs.  */
4793        (if (! HONOR_NANS (@0))
4794         { constant_boolean_node (true, type); }
4795         /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. !isnan(x), but this loses
4796            an "invalid" exception.  */
4797         (if (!flag_trapping_math)
4798          (eq @0 @0))))
4799       /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX, but
4800          for == this introduces an exception for x a NaN.  */
4801       (if ((code == EQ_EXPR && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
4802            || code == GE_EXPR)
4803        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
4804         (if (neg)
4805          (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
4806          (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
4807       /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
4808       (if (code == LT_EXPR)
4809        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
4810         (if (neg)
4811          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
4812          (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
4813       /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX), but this introduces
4814          an exception for x a NaN so use an unordered comparison.  */
4815       (if (code == NE_EXPR)
4816        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
4817         (if (! HONOR_NANS (@0))
4818          (if (neg)
4819           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
4820           (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
4821          (if (neg)
4822           (unge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
4823           (unle @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))))))))
4825  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
4826     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
4827     comparison with a revised real constant as long as no overflow
4828     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
4829  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
4830   (for op (plus minus)
4831    (simplify
4832     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
4833     (with
4834      {
4835        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
4836                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
4837      }
4838      (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
4839       (cmp @0 { tem; }))))))
4841  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
4842     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
4843     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
4844     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
4845  (if (flag_associative_math)
4846   (simplify
4847    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
4848    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
4849     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
4850      (cmp { tem; } @1)))))
4852  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
4853  (if (flag_unsafe_math_optimizations && ! flag_errno_math)
4854   (for sq (SQRT)
4855    (simplify
4856     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
4857     (switch
4858      (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
4859       (switch
4860        /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
4861        (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
4862         { constant_boolean_node (false, type); })
4863        /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
4864           don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
4865        (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
4866         { constant_boolean_node (true, type); })
4867        /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
4868        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })))
4869      (if (real_equal (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
4870       (switch
4871        /* sqrt(x) < 0 is always false.  */
4872        (if (cmp == LT_EXPR)
4873         { constant_boolean_node (false, type); })
4874        /* sqrt(x) >= 0 is always true if we don't care about NaNs.  */
4875        (if (cmp == GE_EXPR && !HONOR_NANS (@0))
4876         { constant_boolean_node (true, type); })
4877        /* sqrt(x) <= 0 -> x == 0.  */
4878        (if (cmp == LE_EXPR)
4879         (eq @0 @1))
4880        /* Otherwise sqrt(x) cmp 0 -> x cmp 0.  Here cmp can be >=, >,
4881           == or !=.  In the last case:
4883             (sqrt(x) != 0) == (NaN != 0) == true == (x != 0)
4885           if x is negative or NaN.  Due to -funsafe-math-optimizations,
4886           the results for other x follow from natural arithmetic.  */
4887        (cmp @0 @1)))
4888      (if ((cmp == LT_EXPR
4889            || cmp == LE_EXPR
4890            || cmp == GT_EXPR
4891            || cmp == GE_EXPR)
4892           && !REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
4893           /* Give up for -frounding-math.  */
4894           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (TREE_TYPE (@0)))
4895       (with
4896        {
4897          REAL_VALUE_TYPE c2;
4898          enum tree_code ncmp = cmp;
4899          const real_format *fmt
4900            = REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)));
4901          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
4902                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
4903          real_convert (&c2, fmt, &c2);
4904          /* See PR91734: if c2 is inexact and sqrt(c2) < c (or sqrt(c2) >= c),
4905             then change LT_EXPR into LE_EXPR or GE_EXPR into GT_EXPR.  */
4906          if (!REAL_VALUE_ISINF (c2))
4907            {
4908              tree c3 = fold_const_call (CFN_SQRT, TREE_TYPE (@0),
4909                                         build_real (TREE_TYPE (@0), c2));
4910              if (c3 == NULL_TREE || TREE_CODE (c3) != REAL_CST)
4911                ncmp = ERROR_MARK;
4912              else if ((cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4913                       && real_less (&TREE_REAL_CST (c3), &TREE_REAL_CST (@1)))
4914                ncmp = cmp == LT_EXPR ? LE_EXPR : GT_EXPR;
4915              else if ((cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
4916                       && real_less (&TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (c3)))
4917                ncmp = cmp == LE_EXPR ? LT_EXPR : GE_EXPR;
4918              else
4919                {
4920                  /* With rounding to even, sqrt of up to 3 different values
4921                     gives the same normal result, so in some cases c2 needs
4922                     to be adjusted.  */
4923                  REAL_VALUE_TYPE c2alt, tow;
4924                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4925                    tow = dconst0;
4926                  else
4927                    real_inf (&tow);
4928                  real_nextafter (&c2alt, fmt, &c2, &tow);
4929                  real_convert (&c2alt, fmt, &c2alt);
4930                  if (REAL_VALUE_ISINF (c2alt))
4931                    ncmp = ERROR_MARK;
4932                  else
4933                    {
4934                      c3 = fold_const_call (CFN_SQRT, TREE_TYPE (@0),
4935                                            build_real (TREE_TYPE (@0), c2alt));
4936                      if (c3 == NULL_TREE || TREE_CODE (c3) != REAL_CST)
4937                        ncmp = ERROR_MARK;
4938                      else if (real_equal (&TREE_REAL_CST (c3),
4939                                           &TREE_REAL_CST (@1)))
4940                        c2 = c2alt;
4941                    }
4942                }
4943            }
4944        }
4945        (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4946         (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
4947          /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
4948          (if (HONOR_INFINITIES (@0))
4949           (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
4950           { constant_boolean_node (false, type); })
4951          /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
4952          (if (ncmp != ERROR_MARK)
4953           (if (ncmp == GE_EXPR)
4954            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
4955            (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
4956         /* else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)  */
4957         (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
4958          (switch
4959           /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
4960              value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
4961           (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
4962            { constant_boolean_node (true, type); })
4963           /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
4964              don't care about NaNs.  */
4965           (if (! HONOR_NANS (@0))
4966            (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
4967           /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
4968              don't care about Infinities.  */
4969           (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
4970            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
4971           /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
4972           (if (GENERIC)
4973            (truth_andif
4974             (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
4975             (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
4976          /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
4977          (if (ncmp != ERROR_MARK && ! HONOR_NANS (@0))
4978           (if (ncmp == LT_EXPR)
4979            (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
4980            (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
4981           /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
4982           (if (ncmp != ERROR_MARK && GENERIC)
4983            (if (ncmp == LT_EXPR)
4984             (truth_andif
4985              (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
4986              (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
4987             (truth_andif
4988              (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
4989              (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })))))))))))
4990    /* Transform sqrt(x) cmp sqrt(y) -> x cmp y.  */
4991    (simplify
4992     (cmp (sq @0) (sq @1))
4993       (if (! HONOR_NANS (@0))
4994         (cmp @0 @1))))))
4996 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP (FTYPE) M.  */
4997 (for cmp  (lt le eq ne ge gt unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
4998      icmp (lt le eq ne ge gt unordered ordered lt   le   gt   ge   eq   ne)
4999  (simplify
5000   (cmp (float@0 @1) (float @2))
5001    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5002         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5003     (with
5004      {
5005        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))));
5006        tree type1 = TREE_TYPE (@1);
5007        bool type1_signed_p = TYPE_SIGN (type1) == SIGNED;
5008        tree type2 = TREE_TYPE (@2);
5009        bool type2_signed_p = TYPE_SIGN (type2) == SIGNED;
5010      }
5011      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (type1)
5012           && fmt.can_represent_integral_type_p (type2))
5013       (if (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == UNORDERED_EXPR)
5014        { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR, type); }
5015        (if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (type2)
5016             && type1_signed_p >= type2_signed_p)
5017         (icmp @1 (convert @2))
5018         (if (TYPE_PRECISION (type1) < TYPE_PRECISION (type2)
5019              && type1_signed_p <= type2_signed_p)
5020          (icmp (convert:type2 @1) @2)
5021          (if (TYPE_PRECISION (type1) == TYPE_PRECISION (type2)
5022               && type1_signed_p == type2_signed_p)
5023           (icmp @1 @2))))))))))
5025 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP CST.  */
5026 (for cmp  (lt le eq ne ge gt)
5027      icmp (le le eq ne ge ge)
5028  (simplify
5029   (cmp (float @0) REAL_CST@1)
5030    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5031         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
5032     (with
5033      {
5034        tree itype = TREE_TYPE (@0);
5035        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))));
5036        const REAL_VALUE_TYPE *cst = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
5037        /* Be careful to preserve any potential exceptions due to
5038           NaNs.  qNaNs are ok in == or != context.
5039           TODO: relax under -fno-trapping-math or
5040           -fno-signaling-nans.  */
5041        bool exception_p
5042          = real_isnan (cst) && (cst->signalling
5043                                 || (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR));
5044      }
5045      /* TODO: allow non-fitting itype and SNaNs when
5046         -fno-trapping-math.  */
5047      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (itype) && ! exception_p)
5048       (with
5049        {
5050          signop isign = TYPE_SIGN (itype);
5051          REAL_VALUE_TYPE imin, imax;
5052          real_from_integer (&imin, fmt, wi::min_value (itype), isign);
5053          real_from_integer (&imax, fmt, wi::max_value (itype), isign);
5055          REAL_VALUE_TYPE icst;
5056          if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5057            real_ceil (&icst, fmt, cst);
5058          else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
5059            real_floor (&icst, fmt, cst);
5060          else
5061            real_trunc (&icst, fmt, cst);
5063          bool cst_int_p = !real_isnan (cst) && real_identical (&icst, cst);
5065          bool overflow_p = false;
5066          wide_int icst_val
5067            = real_to_integer (&icst, &overflow_p, TYPE_PRECISION (itype));
5068        }
5069        (switch
5070         /* Optimize cases when CST is outside of ITYPE's range.  */
5071         (if (real_compare (LT_EXPR, cst, &imin))
5072          { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
5073                                   type); })
5074         (if (real_compare (GT_EXPR, cst, &imax))
5075          { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
5076                                   type); })
5077         /* Remove cast if CST is an integer representable by ITYPE.  */
5078         (if (cst_int_p)
5079          (cmp @0 { gcc_assert (!overflow_p);
5080                    wide_int_to_tree (itype, icst_val); })
5081         )
5082         /* When CST is fractional, optimize
5083             (FTYPE) N == CST -> 0
5084             (FTYPE) N != CST -> 1.  */
5085         (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
5086          { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
5087         /* Otherwise replace with sensible integer constant.  */
5088         (with
5089          {
5090            gcc_checking_assert (!overflow_p);
5091          }
5092          (icmp @0 { wide_int_to_tree (itype, icst_val); })))))))))
5094 /* Fold A /[ex] B CMP C to A CMP B * C.  */
5095 (for cmp (eq ne)
5096  (simplify
5097   (cmp (exact_div @0 @1) INTEGER_CST@2)
5098   (if (!integer_zerop (@1))
5099    (if (wi::to_wide (@2) == 0)
5100     (cmp @0 @2)
5101     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
5102      (with
5103       {
5104         wi::overflow_type ovf;
5105         wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
5106                                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
5107       }
5108       (if (ovf)
5109        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
5110        (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))))
5111 (for cmp (lt le gt ge)
5112  (simplify
5113   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
5114   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
5115    (with
5116     {
5117       wi::overflow_type ovf;
5118       wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
5119                                TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
5120     }
5121     (if (ovf)
5122      { constant_boolean_node (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0,
5123                                         TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
5124                               != (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR), type); }
5125      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))
5127 /* Fold (size_t)(A /[ex] B) CMP C to (size_t)A CMP (size_t)B * C or A CMP' 0.
5129    For small C (less than max/B), this is (size_t)A CMP (size_t)B * C.
5130    For large C (more than min/B+2^size), this is also true, with the
5131    multiplication computed modulo 2^size.
5132    For intermediate C, this just tests the sign of A.  */
5133 (for cmp  (lt le gt ge)
5134      cmp2 (ge ge lt lt)
5135  (simplify
5136   (cmp (convert (exact_div @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
5137   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2))
5138        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5139        && wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
5140    (with
5141     {
5142       tree utype = TREE_TYPE (@2);
5143       wide_int denom = wi::to_wide (@1);
5144       wide_int right = wi::to_wide (@2);
5145       wide_int smax = wi::sdiv_trunc (wi::max_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
5146       wide_int smin = wi::sdiv_trunc (wi::min_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
5147       bool small = wi::leu_p (right, smax);
5148       bool large = wi::geu_p (right, smin);
5149     }
5150     (if (small || large)
5151      (cmp (convert:utype @0) (mult @2 (convert @1)))
5152      (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))))
5154 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
5155 (simplify
5156  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
5157  (if (types_match (@0, @1))
5158   (unordered @0 @1)))
5159 (simplify
5160  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
5161  (if (types_match (@0, @1))
5162   (ordered @0 @1)))
5163 (simplify
5164  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
5165  @2)
5166 (simplify
5167  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
5168  @2)
5170 /* Simple range test simplifications.  */
5171 /* A < B || A >= B -> true.  */
5172 (for test1 (lt le le le ne ge)
5173      test2 (ge gt ge ne eq ne)
5174  (simplify
5175   (bit_ior:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
5176   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5177        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5178    { constant_boolean_node (true, type); })))
5179 /* A < B && A >= B -> false.  */
5180 (for test1 (lt lt lt le ne eq)
5181      test2 (ge gt eq gt eq gt)
5182  (simplify
5183   (bit_and:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
5184   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5185        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5186    { constant_boolean_node (false, type); })))
5188 /* A & (2**N - 1) <= 2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) == 0
5189    A & (2**N - 1) >  2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) != 0
5191    Note that comparisons
5192      A & (2**N - 1) <  2**K   -> A & (2**N - 2**K) == 0
5193      A & (2**N - 1) >= 2**K   -> A & (2**N - 2**K) != 0
5194    will be canonicalized to above so there's no need to
5195    consider them here.
5196  */
5198 (for cmp (le gt)
5199      eqcmp (eq ne)
5200  (simplify
5201   (cmp (bit_and@0 @1 INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
5202   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5203    (with
5204     {
5205      tree ty = TREE_TYPE (@0);
5206      unsigned prec = TYPE_PRECISION (ty);
5207      wide_int mask = wi::to_wide (@2, prec);
5208      wide_int rhs = wi::to_wide (@3, prec);
5209      signop sgn = TYPE_SIGN (ty);
5210     }
5211     (if ((mask & (mask + 1)) == 0 && wi::gt_p (rhs, 0, sgn)
5212          && (rhs & (rhs + 1)) == 0 && wi::ge_p (mask, rhs, sgn))
5213       (eqcmp (bit_and @1 { wide_int_to_tree (ty, mask - rhs); })
5214              { build_zero_cst (ty); }))))))
5216 /* Transform comparisons of the form (X & Y) CMP 0 to X CMP2 Z
5217    where ~Y + 1 == pow2 and Z = ~Y.  */
5218 (for cst (VECTOR_CST INTEGER_CST)
5219  (for cmp (eq ne)
5220       icmp (le gt)
5221   (simplify
5222    (cmp (bit_and:c@2 @0 cst@1) integer_zerop)
5223     (with { tree csts = bitmask_inv_cst_vector_p (@1); }
5224      (if (csts && (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || single_use (@2)))
5225       (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
5226        (icmp @0 { csts; })
5227        (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
5228          (icmp (convert:utype @0) { csts; }))))))))
5230 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
5231 (for cmp (tcc_comparison)
5232      scmp (swapped_tcc_comparison)
5233  (simplify
5234   (cmp (negate @0) (negate @1))
5235   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5236        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5237            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
5238    (scmp @0 @1)))
5239  (simplify
5240   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
5241   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5242        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5243            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
5244    (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
5245     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
5246      (scmp @0 { tem; }))))))
5248 /* Convert ABS_EXPR<x> == 0 or ABS_EXPR<x> != 0 to x == 0 or x != 0.  */
5249 (for op (eq ne)
5250  (simplify
5251   (op (abs @0) zerop@1)
5252   (op @0 @1)))
5254 /* From fold_sign_changed_comparison and fold_widened_comparison.
5255    FIXME: the lack of symmetry is disturbing.  */
5256 (for cmp (simple_comparison)
5257  (simplify
5258   (cmp (convert@0 @00) (convert?@1 @10))
5259   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5260        /* Disable this optimization if we're casting a function pointer
5261           type on targets that require function pointer canonicalization.  */
5262        && !(targetm.have_canonicalize_funcptr_for_compare ()
5263             && ((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
5264                  && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@00))))
5265                 || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@10))
5266                     && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@10))))))
5267        && single_use (@0))
5268    (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5269         && (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
5270             || @1 != @10)
5271         && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5272             || cmp == NE_EXPR
5273             || cmp == EQ_EXPR)
5274         && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00)))
5275     /* ???  The special-casing of INTEGER_CST conversion was in the original
5276        code and here to avoid a spurious overflow flag on the resulting
5277        constant which fold_convert produces.  */
5278     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
5279      (cmp @00 { force_fit_type (TREE_TYPE (@00), wi::to_widest (@1), 0,
5280                                 TREE_OVERFLOW (@1)); })
5281      (cmp @00 (convert @1)))
5283     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)))
5284      /* If possible, express the comparison in the shorter mode.  */
5285      (if ((cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
5286            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
5287            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5288                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))))
5289           && (types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))
5290               || ((TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00))
5291                    >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@10)))
5292                   && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
5293                       == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@10))))
5294               || (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
5295                   && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
5296                   && int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))))
5297       (cmp @00 (convert @10))
5298       (if (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
5299            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
5300            && !int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))
5301        (with
5302         {
5303           tree min = lower_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
5304           tree max = upper_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
5305           bool above = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, max, @10));
5306           bool below = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, @10, min));
5307         }
5308         (if (above || below)
5309          (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
5310           { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); }
5311           (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
5312            { constant_boolean_node (above ? true : false, type); }
5313            (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5314             { constant_boolean_node (above ? false : true, type); }))))))))))))
5316 (for cmp (eq ne)
5317  (simplify
5318   /* SSA names are canonicalized to 2nd place.  */
5319   (cmp addr@0 SSA_NAME@1)
5320   (with
5321    { poly_int64 off; tree base; }
5322    /* A local variable can never be pointed to by
5323       the default SSA name of an incoming parameter.  */
5324    (if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (@1)
5325         && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (@1)) == PARM_DECL
5326         && (base = get_base_address (TREE_OPERAND (@0, 0)))
5327         && TREE_CODE (base) == VAR_DECL
5328         && auto_var_in_fn_p (base, current_function_decl))
5329     (if (cmp == NE_EXPR)
5330      { constant_boolean_node (true, type); }
5331      { constant_boolean_node (false, type); })
5332     /* If the address is based on @1 decide using the offset.  */
5333     (if ((base = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off))
5334          && TREE_CODE (base) == MEM_REF
5335          && TREE_OPERAND (base, 0) == @1)
5336      (with { off += mem_ref_offset (base).force_shwi (); }
5337       (if (known_ne (off, 0))
5338        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
5339        (if (known_eq (off, 0))
5340         { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR, type); }))))))))
5342 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
5343 (for cmp (eq ne)
5345  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
5346     Similarly for NE_EXPR.  */
5347  (simplify
5348   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
5349   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
5350        && wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2)) != 0)
5351    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
5353  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
5354  (simplify
5355   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
5356   (cmp @0 @1))
5358  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
5359     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
5360  (simplify
5361   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
5362   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
5364 #if GIMPLE
5365  /* (X & Y) == X becomes (X & ~Y) == 0.  */
5366  (simplify
5367   (cmp:c (bit_and:c @0 @1) @0)
5368   (cmp (bit_and @0 (bit_not! @1)) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
5369  (simplify
5370   (cmp:c (convert@3 (bit_and (convert@2 @0) INTEGER_CST@1)) (convert @0))
5371   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5372        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
5373        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
5374        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5375        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2))
5376        && !wi::neg_p (wi::to_wide (@1)))
5377    (cmp (bit_and @0 (convert (bit_not @1)))
5378         { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
5380  /* (X | Y) == Y becomes (X & ~Y) == 0.  */
5381  (simplify
5382   (cmp:c (bit_ior:c @0 @1) @1)
5383   (cmp (bit_and @0 (bit_not! @1)) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
5384 #endif
5386  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
5387  (simplify
5388   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
5389   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
5390    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2)))))
5392  (simplify
5393   (cmp (convert? addr@0) integer_zerop)
5394   (if (tree_single_nonzero_warnv_p (@0, NULL))
5395    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
5397  /* (X & C) op (Y & C) into (X ^ Y) & C op 0.  */
5398  (simplify
5399   (cmp (bit_and:cs @0 @2) (bit_and:cs @1 @2))
5400   (cmp (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@2)); })))
5402 /* (X < 0) != (Y < 0) into (X ^ Y) < 0.
5403    (X >= 0) != (Y >= 0) into (X ^ Y) < 0.
5404    (X < 0) == (Y < 0) into (X ^ Y) >= 0.
5405    (X >= 0) == (Y >= 0) into (X ^ Y) >= 0.  */
5406 (for cmp (eq ne)
5407      ncmp (ge lt)
5408  (for sgncmp (ge lt)
5409   (simplify
5410    (cmp (sgncmp @0 integer_zerop@2) (sgncmp @1 integer_zerop))
5411    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5412         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5413         && types_match (@0, @1))
5414     (ncmp (bit_xor @0 @1) @2)))))
5415 /* (X < 0) == (Y >= 0) into (X ^ Y) < 0.
5416    (X < 0) != (Y >= 0) into (X ^ Y) >= 0.  */
5417 (for cmp (eq ne)
5418      ncmp (lt ge)
5419  (simplify
5420   (cmp:c (lt @0 integer_zerop@2) (ge @1 integer_zerop))
5421    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5422         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5423         && types_match (@0, @1))
5424     (ncmp (bit_xor @0 @1) @2))))
5426 /* If we have (A & C) == C where C is a power of 2, convert this into
5427    (A & C) != 0.  Similarly for NE_EXPR.  */
5428 (for cmp (eq ne)
5429      icmp (ne eq)
5430  (simplify
5431   (cmp (bit_and@2 @0 integer_pow2p@1) @1)
5432   (icmp @2 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
5434 (for cmp (ge lt)
5435 /* x < 0 ? ~y : y into (x >> (prec-1)) ^ y. */
5436 /* x >= 0 ? ~y : y into ~((x >> (prec-1)) ^ y). */
5437  (simplify
5438   (cond (cmp @0 integer_zerop) (bit_not @1) @1)
5439    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
5440         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5441         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5442         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (type))
5443     (with
5444      {
5445        tree shifter = build_int_cst (integer_type_node, TYPE_PRECISION (type) - 1);
5446      }
5447     (if (cmp == LT_EXPR)
5448      (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1)
5449      (bit_not (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1))))))
5450 /* x < 0 ? y : ~y into ~((x >> (prec-1)) ^ y). */
5451 /* x >= 0 ? y : ~y into (x >> (prec-1)) ^ y. */
5452  (simplify
5453   (cond (cmp @0 integer_zerop) @1 (bit_not @1))
5454    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
5455         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5456         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5457         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (type))
5458     (with
5459      {
5460        tree shifter = build_int_cst (integer_type_node, TYPE_PRECISION (type) - 1);
5461      }
5462     (if (cmp == GE_EXPR)
5463      (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1)
5464      (bit_not (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1)))))))
5466 /* If we have (A & C) != 0 ? D : 0 where C and D are powers of 2,
5467    convert this into a shift followed by ANDing with D.  */
5468 (simplify
5469  (cond
5470   (ne (bit_and @0 integer_pow2p@1) integer_zerop)
5471   INTEGER_CST@2 integer_zerop)
5472  (if (!POINTER_TYPE_P (type) && integer_pow2p (@2))
5473   (with {
5474      int shift = (wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))
5475                   - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)));
5476    }
5477    (if (shift > 0)
5478     (bit_and
5479      (lshift (convert @0) { build_int_cst (integer_type_node, shift); }) @2)
5480     (bit_and
5481      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, -shift); }))
5482      @2)))))
5484 /* If we have (A & C) != 0 where C is the sign bit of A, convert
5485    this into A < 0.  Similarly for (A & C) == 0 into A >= 0.  */
5486 (for cmp (eq ne)
5487      ncmp (ge lt)
5488  (simplify
5489   (cmp (bit_and (convert?@2 @0) integer_pow2p@1) integer_zerop)
5490   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5491        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
5492        && element_precision (@2) >= element_precision (@0)
5493        && wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@1), element_precision (@0)))
5494    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
5495     (ncmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))))
5497 /* If we have A < 0 ? C : 0 where C is a power of 2, convert
5498    this into a right shift or sign extension followed by ANDing with C.  */
5499 (simplify
5500  (cond
5501   (lt @0 integer_zerop)
5502   INTEGER_CST@1 integer_zerop)
5503  (if (integer_pow2p (@1)
5504       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
5505   (with {
5506     int shift = element_precision (@0) - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)) - 1;
5507    }
5508    (if (shift >= 0)
5509     (bit_and
5510      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, shift); }))
5511      @1)
5512     /* Otherwise ctype must be wider than TREE_TYPE (@0) and pure
5513        sign extension followed by AND with C will achieve the effect.  */
5514     (bit_and (convert @0) @1)))))
5516 /* When the addresses are not directly of decls compare base and offset.
5517    This implements some remaining parts of fold_comparison address
5518    comparisons but still no complete part of it.  Still it is good
5519    enough to make fold_stmt not regress when not dispatching to fold_binary.  */
5520 (for cmp (simple_comparison)
5521  (simplify
5522   (cmp (convert1?@2 addr@0) (convert2? addr@1))
5523   (with
5524    {
5525      poly_int64 off0, off1;
5526      tree base0, base1;
5527      int equal = address_compare (cmp, TREE_TYPE (@2), @0, @1, base0, base1,
5528                                   off0, off1, GENERIC);
5529    }
5530    (if (equal == 1)
5531     (switch
5532      (if (cmp == EQ_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
5533       { constant_boolean_node (known_eq (off0, off1), type); })
5534      (if (cmp == NE_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
5535       { constant_boolean_node (known_ne (off0, off1), type); })
5536      (if (cmp == LT_EXPR && (known_lt (off0, off1) || known_ge (off0, off1)))
5537       { constant_boolean_node (known_lt (off0, off1), type); })
5538      (if (cmp == LE_EXPR && (known_le (off0, off1) || known_gt (off0, off1)))
5539       { constant_boolean_node (known_le (off0, off1), type); })
5540      (if (cmp == GE_EXPR && (known_ge (off0, off1) || known_lt (off0, off1)))
5541       { constant_boolean_node (known_ge (off0, off1), type); })
5542      (if (cmp == GT_EXPR && (known_gt (off0, off1) || known_le (off0, off1)))
5543       { constant_boolean_node (known_gt (off0, off1), type); }))
5544     (if (equal == 0)
5545      (switch
5546       (if (cmp == EQ_EXPR)
5547        { constant_boolean_node (false, type); })
5548       (if (cmp == NE_EXPR)
5549        { constant_boolean_node (true, type); })))))))
5551 /* Simplify pointer equality compares using PTA.  */
5552 (for neeq (ne eq)
5553  (simplify
5554   (neeq @0 @1)
5555   (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5556        && ptrs_compare_unequal (@0, @1))
5557    { constant_boolean_node (neeq != EQ_EXPR, type); })))
5559 /* PR70920: Transform (intptr_t)x eq/ne CST to x eq/ne (typeof x) CST.
5560    and (typeof ptr_cst) x eq/ne ptr_cst to x eq/ne (typeof x) CST.
5561    Disable the transform if either operand is pointer to function.
5562    This broke pr22051-2.c for arm where function pointer
5563    canonicalizaion is not wanted.  */
5565 (for cmp (ne eq)
5566  (simplify
5567   (cmp (convert @0) INTEGER_CST@1)
5568   (if (((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5569          && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
5570          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5571          /* Don't perform this optimization in GENERIC if @0 has reference
5572             type when sanitizing.  See PR101210.  */
5573          && !(GENERIC
5574               && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == REFERENCE_TYPE
5575               && (flag_sanitize & (SANITIZE_NULL | SANITIZE_ALIGNMENT))))
5576         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5577             && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5578             && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
5579        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
5580    (cmp @0 (convert @1)))))
5582 /* Non-equality compare simplifications from fold_binary  */
5583 (for cmp (lt gt le ge)
5584  /* Comparisons with the highest or lowest possible integer of
5585     the specified precision will have known values.  */
5586  (simplify
5587   (cmp (convert?@2 @0) uniform_integer_cst_p@1)
5588   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5589         || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5590         || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
5591        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0)))
5592    (with
5593     {
5594       tree cst = uniform_integer_cst_p (@1);
5595       tree arg1_type = TREE_TYPE (cst);
5596       unsigned int prec = TYPE_PRECISION (arg1_type);
5597       wide_int max = wi::max_value (arg1_type);
5598       wide_int signed_max = wi::max_value (prec, SIGNED);
5599       wide_int min = wi::min_value (arg1_type);
5600     }
5601     (switch
5602      (if (wi::to_wide (cst) == max)
5603       (switch
5604        (if (cmp == GT_EXPR)
5605         { constant_boolean_node (false, type); })
5606        (if (cmp == GE_EXPR)
5607         (eq @2 @1))
5608        (if (cmp == LE_EXPR)
5609         { constant_boolean_node (true, type); })
5610        (if (cmp == LT_EXPR)
5611         (ne @2 @1))))
5612      (if (wi::to_wide (cst) == min)
5613       (switch
5614        (if (cmp == LT_EXPR)
5615         { constant_boolean_node (false, type); })
5616        (if (cmp == LE_EXPR)
5617         (eq @2 @1))
5618        (if (cmp == GE_EXPR)
5619         { constant_boolean_node (true, type); })
5620        (if (cmp == GT_EXPR)
5621         (ne @2 @1))))
5622      (if (wi::to_wide (cst) == max - 1)
5623       (switch
5624        (if (cmp == GT_EXPR)
5625         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
5626                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
5627                                                       wi::to_wide (cst)
5628                                                       + 1)); }))
5629        (if (cmp == LE_EXPR)
5630         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
5631                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
5632                                                       wi::to_wide (cst)
5633                                                       + 1)); }))))
5634      (if (wi::to_wide (cst) == min + 1)
5635       (switch
5636        (if (cmp == GE_EXPR)
5637         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
5638                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
5639                                                       wi::to_wide (cst)
5640                                                       - 1)); }))
5641        (if (cmp == LT_EXPR)
5642         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
5643                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
5644                                                       wi::to_wide (cst)
5645                                                       - 1)); }))))
5646      (if (wi::to_wide (cst) == signed_max
5647           && TYPE_UNSIGNED (arg1_type)
5648           /* We will flip the signedness of the comparison operator
5649              associated with the mode of @1, so the sign bit is
5650              specified by this mode.  Check that @1 is the signed
5651              max associated with this sign bit.  */
5652           && prec == GET_MODE_PRECISION (SCALAR_INT_TYPE_MODE (arg1_type))
5653           /* signed_type does not work on pointer types.  */
5654           && INTEGRAL_TYPE_P (arg1_type))
5655       /* The following case also applies to X < signed_max+1
5656          and X >= signed_max+1 because previous transformations.  */
5657       (if (cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
5658        (with { tree st = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
5659         (switch
5660          (if (cst == @1 && cmp == LE_EXPR)
5661           (ge (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
5662          (if (cst == @1 && cmp == GT_EXPR)
5663           (lt (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
5664          (if (cmp == LE_EXPR)
5665           (ge (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
5666          (if (cmp == GT_EXPR)
5667           (lt (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); })))))))))))
5669 (for cmp (unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
5670  /* If the second operand is NaN, the result is constant.  */
5671  (simplify
5672   (cmp @0 REAL_CST@1)
5673   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
5674        && (cmp != LTGT_EXPR || ! flag_trapping_math))
5675    { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == LTGT_EXPR
5676                             ? false : true, type); })))
5678 /* Fold UNORDERED if either operand must be NaN, or neither can be.  */
5679 (simplify
5680   (unordered @0 @1)
5681   (switch
5682     (if (tree_expr_nan_p (@0) || tree_expr_nan_p (@1))
5683         { constant_boolean_node (true, type); })
5684     (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !tree_expr_maybe_nan_p (@1))
5685         { constant_boolean_node (false, type); })))
5687 /* Fold ORDERED if either operand must be NaN, or neither can be.  */
5688 (simplify
5689   (ordered @0 @1)
5690   (switch
5691     (if (tree_expr_nan_p (@0) || tree_expr_nan_p (@1))
5692         { constant_boolean_node (false, type); })
5693     (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !tree_expr_maybe_nan_p (@1))
5694         { constant_boolean_node (true, type); })))
5696 /* bool_var != 0 becomes bool_var.  */
5697 (simplify
5698  (ne @0 integer_zerop)
5699  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
5700       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
5701   (non_lvalue @0)))
5702 /* bool_var == 1 becomes bool_var.  */
5703 (simplify
5704  (eq @0 integer_onep)
5705  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
5706       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
5707   (non_lvalue @0)))
5708 /* Do not handle
5709    bool_var == 0 becomes !bool_var or
5710    bool_var != 1 becomes !bool_var
5711    here because that only is good in assignment context as long
5712    as we require a tcc_comparison in GIMPLE_CONDs where we'd
5713    replace if (x == 0) with tem = ~x; if (tem != 0) which is
5714    clearly less optimal and which we'll transform again in forwprop.  */
5716 /* When one argument is a constant, overflow detection can be simplified.
5717    Currently restricted to single use so as not to interfere too much with
5718    ADD_OVERFLOW detection in tree-ssa-math-opts.c.
5719    CONVERT?(CONVERT?(A) + CST) CMP A  ->  A CMP' CST' */
5720 (for cmp (lt le ge gt)
5721      out (gt gt le le)
5722  (simplify
5723   (cmp:c (convert?@3 (plus@2 (convert?@4 @0) INTEGER_CST@1)) @0)
5724   (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@2))
5725        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@3))
5726        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@0))
5727        && wi::to_wide (@1) != 0
5728        && single_use (@2))
5729    (with {
5730      unsigned int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0));
5731      signop sign = TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0));
5732     }
5733     (out @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
5734                                 wi::max_value (prec, sign)
5735                                 - wi::to_wide (@1)); })))))
5737 /* To detect overflow in unsigned A - B, A < B is simpler than A - B > A.
5738    However, the detection logic for SUB_OVERFLOW in tree-ssa-math-opts.c
5739    expects the long form, so we restrict the transformation for now.  */
5740 (for cmp (gt le)
5741  (simplify
5742   (cmp:c (minus@2 @0 @1) @0)
5743   (if (single_use (@2)
5744        && ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5745        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
5746    (cmp @1 @0))))
5748 /* Optimize A - B + -1 >= A into B >= A for unsigned comparisons.  */
5749 (for cmp (ge lt)
5750  (simplify
5751   (cmp:c (plus (minus @0 @1) integer_minus_onep) @0)
5752    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5753         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
5754     (cmp @1 @0))))
5756 /* Testing for overflow is unnecessary if we already know the result.  */
5757 /* A - B > A  */
5758 (for cmp (gt le)
5759      out (ne eq)
5760  (simplify
5761   (cmp:c (realpart (IFN_SUB_OVERFLOW@2 @0 @1)) @0)
5762   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5763        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
5764    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
5765 /* A + B < A  */
5766 (for cmp (lt ge)
5767      out (ne eq)
5768  (simplify
5769   (cmp:c (realpart (IFN_ADD_OVERFLOW:c@2 @0 @1)) @0)
5770   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5771        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
5772    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
5774 /* For unsigned operands, -1 / B < A checks whether A * B would overflow.
5775    Simplify it to __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
5776 (for cmp (lt ge)
5777      out (ne eq)
5778  (simplify
5779   (cmp:c (trunc_div:s integer_all_onesp @1) @0)
5780   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) && !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5781    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
5782     (out (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
5784 /* Similarly, for unsigned operands, (((type) A * B) >> prec) != 0 where type
5785    is at least twice as wide as type of A and B, simplify to
5786    __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
5787 (for cmp (eq ne)
5788  (simplify
5789   (cmp (rshift (mult:s (convert@3 @0) (convert @1)) INTEGER_CST@2)
5790        integer_zerop)
5791   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5792        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
5793        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5794        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
5795            >= 2 * TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
5796        && tree_fits_uhwi_p (@2)
5797        && tree_to_uhwi (@2) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5798        && types_match (@0, @1)
5799        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
5800        && (optab_handler (umulv4_optab, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)))
5801            != CODE_FOR_nothing))
5802    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
5803     (cmp (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
5805 /* Demote operands of IFN_{ADD,SUB,MUL}_OVERFLOW.  */
5806 (for ovf (IFN_ADD_OVERFLOW IFN_SUB_OVERFLOW IFN_MUL_OVERFLOW)
5807  (simplify
5808   (ovf (convert@2 @0) @1)
5809   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5810        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
5811        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5812        && (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
5813    (ovf @0 @1)))
5814  (simplify
5815   (ovf @1 (convert@2 @0))
5816   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5817        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
5818        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5819        && (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
5820    (ovf @1 @0))))
5822 /* Simplification of math builtins.  These rules must all be optimizations
5823    as well as IL simplifications.  If there is a possibility that the new
5824    form could be a pessimization, the rule should go in the canonicalization
5825    section that follows this one.
5827    Rules can generally go in this section if they satisfy one of
5828    the following:
5830    - the rule describes an identity
5832    - the rule replaces calls with something as simple as addition or
5833      multiplication
5835    - the rule contains unary calls only and simplifies the surrounding
5836      arithmetic.  (The idea here is to exclude non-unary calls in which
5837      one operand is constant and in which the call is known to be cheap
5838      when the operand has that value.)  */
5840 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
5841  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(x) -> x.  */
5842  (simplify
5843   (mult (SQRT_ALL@1 @0) @1)
5844   (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
5845    @0))
5847  (for op (plus minus)
5848   /* Simplify (A / C) +- (B / C) -> (A +- B) / C.  */
5849   (simplify
5850    (op (rdiv @0 @1)
5851        (rdiv @2 @1))
5852    (rdiv (op @0 @2) @1)))
5854  (for cmp (lt le gt ge)
5855       neg_cmp (gt ge lt le)
5856   /* Simplify (x * C1) cmp C2 -> x cmp (C2 / C1), where C1 != 0.  */
5857   (simplify
5858    (cmp (mult @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
5859    (with
5860     { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, @2, @1); }
5861     (if (tem
5862          && !(REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (tem))
5863               || (real_zerop (tem) && !real_zerop (@1))))
5864      (switch
5865       (if (real_less (&dconst0, TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
5866        (cmp @0 { tem; }))
5867       (if (real_less (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
5868        (neg_cmp @0 { tem; })))))))
5870  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(y) -> sqrt(x*y).  */
5871  (for root (SQRT CBRT)
5872   (simplify
5873    (mult (root:s @0) (root:s @1))
5874     (root (mult @0 @1))))
5876  /* Simplify expN(x) * expN(y) -> expN(x+y). */
5877  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5878   (simplify
5879    (mult (exps:s @0) (exps:s @1))
5880     (exps (plus @0 @1))))
5882  /* Simplify a/root(b/c) into a*root(c/b).  */
5883  (for root (SQRT CBRT)
5884   (simplify
5885    (rdiv @0 (root:s (rdiv:s @1 @2)))
5886     (mult @0 (root (rdiv @2 @1)))))
5888  /* Simplify x/expN(y) into x*expN(-y).  */
5889  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5890   (simplify
5891    (rdiv @0 (exps:s @1))
5892     (mult @0 (exps (negate @1)))))
5894  (for logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
5895       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5896   /* logN(expN(x)) -> x.  */
5897   (simplify
5898    (logs (exps @0))
5899    @0)
5900   /* expN(logN(x)) -> x.  */
5901   (simplify
5902    (exps (logs @0))
5903    @0))
5905  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
5906     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
5907     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
5908  (for logs (LOG  LOG   LOG   LOG2 LOG2  LOG2  LOG10 LOG10)
5909       exps (EXP2 EXP10 POW10 EXP  EXP10 POW10 EXP   EXP2)
5910   (simplify
5911    (logs (exps @0))
5912    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
5913     (with {
5914       tree x;
5915       switch (exps)
5916         {
5917         CASE_CFN_EXP:
5918           /* Prepare to do logN(exp(exponent)) -> exponent*logN(e).  */
5919           x = build_real_truncate (type, dconst_e ());
5920           break;
5921         CASE_CFN_EXP2:
5922           /* Prepare to do logN(exp2(exponent)) -> exponent*logN(2).  */
5923           x = build_real (type, dconst2);
5924           break;
5925         CASE_CFN_EXP10:
5926         CASE_CFN_POW10:
5927           /* Prepare to do logN(exp10(exponent)) -> exponent*logN(10).  */
5928           {
5929             REAL_VALUE_TYPE dconst10;
5930             real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
5931             x = build_real (type, dconst10);
5932           }
5933           break;
5934         default:
5935           gcc_unreachable ();
5936         }
5937       }
5938      (mult (logs { x; }) @0)))))
5940  (for logs (LOG LOG
5941             LOG2 LOG2
5942             LOG10 LOG10)
5943       exps (SQRT CBRT)
5944   (simplify
5945    (logs (exps @0))
5946    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
5947     (with {
5948       tree x;
5949       switch (exps)
5950         {
5951         CASE_CFN_SQRT:
5952           /* Prepare to do logN(sqrt(x)) -> 0.5*logN(x).  */
5953           x = build_real (type, dconsthalf);
5954           break;
5955         CASE_CFN_CBRT:
5956           /* Prepare to do logN(cbrt(x)) -> (1/3)*logN(x).  */
5957           x = build_real_truncate (type, dconst_third ());
5958           break;
5959         default:
5960           gcc_unreachable ();
5961         }
5962       }
5963      (mult { x; } (logs @0))))))
5965  /* logN(pow(x,exponent)) -> exponent*logN(x).  */
5966  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
5967       pows (POW)
5968   (simplify
5969    (logs (pows @0 @1))
5970    (mult @1 (logs @0))))
5972  /* pow(C,x) -> exp(log(C)*x) if C > 0,
5973     or if C is a positive power of 2,
5974     pow(C,x) -> exp2(log2(C)*x).  */
5975 #if GIMPLE
5976  (for pows (POW)
5977       exps (EXP)
5978       logs (LOG)
5979       exp2s (EXP2)
5980       log2s (LOG2)
5981   (simplify
5982    (pows REAL_CST@0 @1)
5983    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
5984         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0))
5985         /* As libmvec doesn't have a vectorized exp2, defer optimizing
5986            the use_exp2 case until after vectorization.  It seems actually
5987            beneficial for all constants to postpone this until later,
5988            because exp(log(C)*x), while faster, will have worse precision
5989            and if x folds into a constant too, that is unnecessary
5990            pessimization.  */
5991         && canonicalize_math_after_vectorization_p ())
5992     (with {
5993        const REAL_VALUE_TYPE *const value = TREE_REAL_CST_PTR (@0);
5994        bool use_exp2 = false;
5995        if (targetm.libc_has_function (function_c99_misc, TREE_TYPE (@0))
5996            && value->cl == rvc_normal)
5997          {
5998            REAL_VALUE_TYPE frac_rvt = *value;
5999            SET_REAL_EXP (&frac_rvt, 1);
6000            if (real_equal (&frac_rvt, &dconst1))
6001              use_exp2 = true;
6002          }
6003      }
6004      (if (!use_exp2)
6005       (if (optimize_pow_to_exp (@0, @1))
6006        (exps (mult (logs @0) @1)))
6007       (exp2s (mult (log2s @0) @1)))))))
6008 #endif
6010  /* pow(C,x)*expN(y) -> expN(logN(C)*x+y) if C > 0.  */
6011  (for pows (POW)
6012       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6013       logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
6014   (simplify
6015    (mult:c (pows:s REAL_CST@0 @1) (exps:s @2))
6016    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
6017         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
6018     (exps (plus (mult (logs @0) @1) @2)))))
6020  (for sqrts (SQRT)
6021       cbrts (CBRT)
6022       pows (POW)
6023       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6024   /* sqrt(expN(x)) -> expN(x*0.5).  */
6025   (simplify
6026    (sqrts (exps @0))
6027    (exps (mult @0 { build_real (type, dconsthalf); })))
6028   /* cbrt(expN(x)) -> expN(x/3).  */
6029   (simplify
6030    (cbrts (exps @0))
6031    (exps (mult @0 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
6032   /* pow(expN(x), y) -> expN(x*y).  */
6033   (simplify
6034    (pows (exps @0) @1)
6035    (exps (mult @0 @1))))
6037  /* tan(atan(x)) -> x.  */
6038  (for tans (TAN)
6039       atans (ATAN)
6040   (simplify
6041    (tans (atans @0))
6042    @0)))
6044  /* Simplify sin(atan(x)) -> x / sqrt(x*x + 1). */
6045  (for sins (SIN)
6046       atans (ATAN)
6047       sqrts (SQRT)
6048       copysigns (COPYSIGN)
6049   (simplify
6050    (sins (atans:s @0))
6051    (with
6052      {
6053       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
6054       build_sinatan_real (&r_cst, type);
6055       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
6056       tree t_one = build_one_cst (type);
6057      }
6058     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
6059      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
6060       (rdiv @0 (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
6061       (copysigns { t_one; } @0))))))
6063 /* Simplify cos(atan(x)) -> 1 / sqrt(x*x + 1). */
6064  (for coss (COS)
6065       atans (ATAN)
6066       sqrts (SQRT)
6067       copysigns (COPYSIGN)
6068   (simplify
6069    (coss (atans:s @0))
6070    (with
6071      {
6072       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
6073       build_sinatan_real (&r_cst, type);
6074       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
6075       tree t_one = build_one_cst (type);
6076       tree t_zero = build_zero_cst (type);
6077      }
6078     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
6079      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
6080       (rdiv { t_one; } (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
6081       (copysigns { t_zero; } @0))))))
6083  (if (!flag_errno_math)
6084   /* Simplify sinh(atanh(x)) -> x / sqrt((1 - x)*(1 + x)). */
6085   (for sinhs (SINH)
6086        atanhs (ATANH)
6087        sqrts (SQRT)
6088    (simplify
6089     (sinhs (atanhs:s @0))
6090     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
6091     (rdiv @0 (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0)))))))
6093   /* Simplify cosh(atanh(x)) -> 1 / sqrt((1 - x)*(1 + x)) */
6094   (for coshs (COSH)
6095        atanhs (ATANH)
6096        sqrts (SQRT)
6097    (simplify
6098     (coshs (atanhs:s @0))
6099     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
6100     (rdiv { t_one; } (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0))))))))
6102 /* cabs(x+0i) or cabs(0+xi) -> abs(x).  */
6103 (simplify
6104  (CABS (complex:C @0 real_zerop@1))
6105  (abs @0))
6107 /* trunc(trunc(x)) -> trunc(x), etc.  */
6108 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
6109  (simplify
6110   (fns (fns @0))
6111   (fns @0)))
6112 /* f(x) -> x if x is integer valued and f does nothing for such values.  */
6113 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
6114  (simplify
6115   (fns integer_valued_real_p@0)
6116   @0))
6118 /* hypot(x,0) and hypot(0,x) -> abs(x).  */
6119 (simplify
6120  (HYPOT:c @0 real_zerop@1)
6121  (abs @0))
6123 /* pow(1,x) -> 1.  */
6124 (simplify
6125  (POW real_onep@0 @1)
6126  @0)
6128 (simplify
6129  /* copysign(x,x) -> x.  */
6130  (COPYSIGN_ALL @0 @0)
6131  @0)
6133 (simplify
6134  /* copysign(x,-x) -> -x.  */
6135  (COPYSIGN_ALL @0 (negate@1 @0))
6136  @1)
6138 (simplify
6139  /* copysign(x,y) -> fabs(x) if y is nonnegative.  */
6140  (COPYSIGN_ALL @0 tree_expr_nonnegative_p@1)
6141  (abs @0))
6143 (for scale (LDEXP SCALBN SCALBLN)
6144  /* ldexp(0, x) -> 0.  */
6145  (simplify
6146   (scale real_zerop@0 @1)
6147   @0)
6148  /* ldexp(x, 0) -> x.  */
6149  (simplify
6150   (scale @0 integer_zerop@1)
6151   @0)
6152  /* ldexp(x, y) -> x if x is +-Inf or NaN.  */
6153  (simplify
6154   (scale REAL_CST@0 @1)
6155   (if (!real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
6156    @0)))
6158 /* Canonicalization of sequences of math builtins.  These rules represent
6159    IL simplifications but are not necessarily optimizations.
6161    The sincos pass is responsible for picking "optimal" implementations
6162    of math builtins, which may be more complicated and can sometimes go
6163    the other way, e.g. converting pow into a sequence of sqrts.
6164    We only want to do these canonicalizations before the pass has run.  */
6166 (if (flag_unsafe_math_optimizations && canonicalize_math_p ())
6167  /* Simplify tan(x) * cos(x) -> sin(x). */
6168  (simplify
6169   (mult:c (TAN:s @0) (COS:s @0))
6170    (SIN @0))
6172  /* Simplify x * pow(x,c) -> pow(x,c+1). */
6173  (simplify
6174   (mult:c @0 (POW:s @0 REAL_CST@1))
6175   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
6176    (POW @0 (plus @1 { build_one_cst (type); }))))
6178  /* Simplify sin(x) / cos(x) -> tan(x). */
6179  (simplify
6180   (rdiv (SIN:s @0) (COS:s @0))
6181    (TAN @0))
6183  /* Simplify sinh(x) / cosh(x) -> tanh(x). */
6184  (simplify
6185   (rdiv (SINH:s @0) (COSH:s @0))
6186    (TANH @0))
6188  /* Simplify tanh (x) / sinh (x) -> 1.0 / cosh (x). */
6189  (simplify
6190    (rdiv (TANH:s @0) (SINH:s @0))
6191    (rdiv {build_one_cst (type);} (COSH @0)))
6193  /* Simplify cos(x) / sin(x) -> 1 / tan(x). */
6194  (simplify
6195   (rdiv (COS:s @0) (SIN:s @0))
6196    (rdiv { build_one_cst (type); } (TAN @0)))
6198  /* Simplify sin(x) / tan(x) -> cos(x). */
6199  (simplify
6200   (rdiv (SIN:s @0) (TAN:s @0))
6201   (if (! HONOR_NANS (@0)
6202        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
6203    (COS @0)))
6205  /* Simplify tan(x) / sin(x) -> 1.0 / cos(x). */
6206  (simplify
6207   (rdiv (TAN:s @0) (SIN:s @0))
6208   (if (! HONOR_NANS (@0)
6209        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
6210    (rdiv { build_one_cst (type); } (COS @0))))
6212  /* Simplify pow(x,y) * pow(x,z) -> pow(x,y+z). */
6213  (simplify
6214   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @0 @2))
6215    (POW @0 (plus @1 @2)))
6217  /* Simplify pow(x,y) * pow(z,y) -> pow(x*z,y). */
6218  (simplify
6219   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @2 @1))
6220    (POW (mult @0 @2) @1))
6222  /* Simplify powi(x,y) * powi(z,y) -> powi(x*z,y). */
6223  (simplify
6224   (mult (POWI:s @0 @1) (POWI:s @2 @1))
6225    (POWI (mult @0 @2) @1))
6227  /* Simplify pow(x,c) / x -> pow(x,c-1). */
6228  (simplify
6229   (rdiv (POW:s @0 REAL_CST@1) @0)
6230   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
6231    (POW @0 (minus @1 { build_one_cst (type); }))))
6233  /* Simplify x / pow (y,z) -> x * pow(y,-z). */
6234  (simplify
6235   (rdiv @0 (POW:s @1 @2))
6236    (mult @0 (POW @1 (negate @2))))
6238  (for sqrts (SQRT)
6239       cbrts (CBRT)
6240       pows (POW)
6241   /* sqrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/4).  */
6242   (simplify
6243    (sqrts (sqrts @0))
6244    (pows @0 { build_real (type, dconst_quarter ()); }))
6245   /* sqrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
6246   (simplify
6247    (sqrts (cbrts @0))
6248    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
6249   /* cbrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
6250   (simplify
6251    (cbrts (sqrts @0))
6252    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
6253   /* cbrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/9), iff x is nonnegative.  */
6254   (simplify
6255    (cbrts (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0))
6256    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_ninth ()); }))
6257   /* sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5).  */
6258   (simplify
6259    (sqrts (pows @0 @1))
6260    (pows (abs @0) (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
6261   /* cbrt(pow(x,y)) -> pow(x,y/3), iff x is nonnegative.  */
6262   (simplify
6263    (cbrts (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1))
6264    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
6265   /* pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5).  */
6266   (simplify
6267    (pows (sqrts @0) @1)
6268    (pows @0 (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
6269   /* pow(cbrt(x),y) -> pow(x,y/3) iff x is nonnegative.  */
6270   (simplify
6271    (pows (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0) @1)
6272    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
6273   /* pow(pow(x,y),z) -> pow(x,y*z) iff x is nonnegative.  */
6274   (simplify
6275    (pows (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1) @2)
6276    (pows @0 (mult @1 @2))))
6278  /* cabs(x+xi) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
6279  (simplify
6280   (CABS (complex @0 @0))
6281   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
6283  /* hypot(x,x) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
6284  (simplify
6285   (HYPOT @0 @0)
6286   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
6288  /* cexp(x+yi) -> exp(x)*cexpi(y).  */
6289  (for cexps (CEXP)
6290       exps (EXP)
6291       cexpis (CEXPI)
6292   (simplify
6293    (cexps compositional_complex@0)
6294    (if (targetm.libc_has_function (function_c99_math_complex, TREE_TYPE (@0)))
6295     (complex
6296      (mult (exps@1 (realpart @0)) (realpart (cexpis:type@2 (imagpart @0))))
6297      (mult @1 (imagpart @2)))))))
6299 (if (canonicalize_math_p ())
6300  /* floor(x) -> trunc(x) if x is nonnegative.  */
6301  (for floors (FLOOR_ALL)
6302       truncs (TRUNC_ALL)
6303   (simplify
6304    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
6305    (truncs @0))))
6307 (match double_value_p
6308  @0
6309  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == double_type_node)))
6310 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL
6311             BUILT_IN_FLOORL
6312             BUILT_IN_CEILL
6313             BUILT_IN_ROUNDL
6314             BUILT_IN_NEARBYINTL
6315             BUILT_IN_RINTL)
6316      tos (BUILT_IN_TRUNC
6317           BUILT_IN_FLOOR
6318           BUILT_IN_CEIL
6319           BUILT_IN_ROUND
6320           BUILT_IN_NEARBYINT
6321           BUILT_IN_RINT)
6322  /* truncl(extend(x)) -> extend(trunc(x)), etc., if x is a double.  */
6323  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
6324   (simplify
6325    (froms (convert double_value_p@0))
6326    (convert (tos @0)))))
6328 (match float_value_p
6329  @0
6330  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float_type_node)))
6331 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC
6332             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR
6333             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL
6334             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND
6335             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT
6336             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT)
6337      tos (BUILT_IN_TRUNCF BUILT_IN_TRUNCF
6338           BUILT_IN_FLOORF BUILT_IN_FLOORF
6339           BUILT_IN_CEILF BUILT_IN_CEILF
6340           BUILT_IN_ROUNDF BUILT_IN_ROUNDF
6341           BUILT_IN_NEARBYINTF BUILT_IN_NEARBYINTF
6342           BUILT_IN_RINTF BUILT_IN_RINTF)
6343  /* truncl(extend(x)) and trunc(extend(x)) -> extend(truncf(x)), etc.,
6344     if x is a float.  */
6345  (if (optimize && canonicalize_math_p ()
6346       && targetm.libc_has_function (function_c99_misc, NULL_TREE))
6347   (simplify
6348    (froms (convert float_value_p@0))
6349    (convert (tos @0)))))
6351 #if GIMPLE
6352 (match float16_value_p
6353  @0
6354  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float16_type_node)))
6355 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC BUILT_IN_TRUNCF
6356             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR BUILT_IN_FLOORF
6357             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL BUILT_IN_CEILF
6358             BUILT_IN_ROUNDEVENL BUILT_IN_ROUNDEVEN BUILT_IN_ROUNDEVENF
6359             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND BUILT_IN_ROUNDF
6360             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT BUILT_IN_NEARBYINTF
6361             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT BUILT_IN_RINTF
6362             BUILT_IN_SQRTL BUILT_IN_SQRT BUILT_IN_SQRTF)
6363      tos (IFN_TRUNC IFN_TRUNC IFN_TRUNC
6364           IFN_FLOOR IFN_FLOOR IFN_FLOOR
6365           IFN_CEIL IFN_CEIL IFN_CEIL
6366           IFN_ROUNDEVEN IFN_ROUNDEVEN IFN_ROUNDEVEN
6367           IFN_ROUND IFN_ROUND IFN_ROUND
6368           IFN_NEARBYINT IFN_NEARBYINT IFN_NEARBYINT
6369           IFN_RINT IFN_RINT IFN_RINT
6370           IFN_SQRT IFN_SQRT IFN_SQRT)
6371  /* (_Float16) round ((doube) x) -> __built_in_roundf16 (x), etc.,
6372     if x is a _Float16.  */
6373  (simplify
6374    (convert (froms (convert float16_value_p@0)))
6375      (if (optimize
6376           && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
6377           && direct_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (tos),
6378                                              type, OPTIMIZE_FOR_BOTH))
6379        (tos @0))))
6381 /* Simplify (trunc)copysign ((extend)x, (extend)y) to copysignf (x, y),
6382    x,y is float value, similar for _Float16/double.  */
6383 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
6384  (simplify
6385   (convert (copysigns (convert@2 @0) (convert @1)))
6386    (if (optimize
6387        && !HONOR_SNANS (@2)
6388        && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
6389        && types_match (type, TREE_TYPE (@1))
6390        && TYPE_PRECISION (type) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2))
6391        && direct_internal_fn_supported_p (IFN_COPYSIGN,
6392                                           type, OPTIMIZE_FOR_BOTH))
6393     (IFN_COPYSIGN @0 @1))))
6395 (for froms (BUILT_IN_FMAF BUILT_IN_FMA BUILT_IN_FMAL)
6396      tos (IFN_FMA IFN_FMA IFN_FMA)
6397  (simplify
6398   (convert (froms (convert@3 @0) (convert @1) (convert @2)))
6399    (if (flag_unsafe_math_optimizations
6400        && optimize
6401        && FLOAT_TYPE_P (type)
6402        && FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
6403        && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
6404        && types_match (type, TREE_TYPE (@1))
6405        && types_match (type, TREE_TYPE (@2))
6406        && TYPE_PRECISION (type) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
6407        && direct_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (tos),
6408                                           type, OPTIMIZE_FOR_BOTH))
6409     (tos @0 @1 @2))))
6411 (for maxmin (max min)
6412  (simplify
6413   (convert (maxmin (convert@2 @0) (convert @1)))
6414    (if (optimize
6415        && FLOAT_TYPE_P (type)
6416        && FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
6417        && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
6418        && types_match (type, TREE_TYPE (@1))
6419        && element_precision (type) < element_precision (TREE_TYPE (@2)))
6420     (maxmin @0 @1))))
6421 #endif
6423 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL)
6424      tos (XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
6425  /* llfloorl(extend(x)) -> llfloor(x), etc., if x is a double.  */
6426  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
6427   (simplify
6428    (froms (convert double_value_p@0))
6429    (tos @0))))
6431 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL
6432             XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
6433      tos (XFLOORF XCEILF XROUNDF XRINTF)
6434  /* llfloorl(extend(x)) and llfloor(extend(x)) -> llfloorf(x), etc.,
6435     if x is a float.  */
6436  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
6437   (simplify
6438    (froms (convert float_value_p@0))
6439    (tos @0))))
6441 (if (canonicalize_math_p ())
6442  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x) if x is nonnegative.  */
6443  (for floors (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR)
6444   (simplify
6445    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
6446    (fix_trunc @0))))
6448 (if (canonicalize_math_p ())
6449  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
6450  (for fns (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR
6451            ICEIL LCEIL LLCEIL
6452            IROUND LROUND LLROUND)
6453   (simplify
6454    (fns integer_valued_real_p@0)
6455    (fix_trunc @0)))
6456  (if (!flag_errno_math)
6457   /* xrint(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
6458   (for rints (IRINT LRINT LLRINT)
6459    (simplify
6460     (rints integer_valued_real_p@0)
6461     (fix_trunc @0)))))
6463 (if (canonicalize_math_p ())
6464  (for ifn (IFLOOR ICEIL IROUND IRINT)
6465       lfn (LFLOOR LCEIL LROUND LRINT)
6466       llfn (LLFLOOR LLCEIL LLROUND LLRINT)
6467   /* Canonicalize iround (x) to lround (x) on ILP32 targets where
6468      sizeof (int) == sizeof (long).  */
6469   (if (TYPE_PRECISION (integer_type_node)
6470        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
6471    (simplify
6472     (ifn @0)
6473     (lfn:long_integer_type_node @0)))
6474   /* Canonicalize llround (x) to lround (x) on LP64 targets where
6475      sizeof (long long) == sizeof (long).  */
6476   (if (TYPE_PRECISION (long_long_integer_type_node)
6477        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
6478    (simplify
6479     (llfn @0)
6480     (lfn:long_integer_type_node @0)))))
6482 /* cproj(x) -> x if we're ignoring infinities.  */
6483 (simplify
6484  (CPROJ @0)
6485  (if (!HONOR_INFINITIES (type))
6486    @0))
6488 /* If the real part is inf and the imag part is known to be
6489    nonnegative, return (inf + 0i).  */
6490 (simplify
6491  (CPROJ (complex REAL_CST@0 tree_expr_nonnegative_p@1))
6492  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
6493   { build_complex_inf (type, false); }))
6495 /* If the imag part is inf, return (inf+I*copysign(0,imag)).  */
6496 (simplify
6497  (CPROJ (complex @0 REAL_CST@1))
6498  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
6499   { build_complex_inf (type, TREE_REAL_CST_PTR (@1)->sign); }))
6501 (for pows (POW)
6502      sqrts (SQRT)
6503      cbrts (CBRT)
6504  (simplify
6505   (pows @0 REAL_CST@1)
6506   (with {
6507     const REAL_VALUE_TYPE *value = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
6508     REAL_VALUE_TYPE tmp;
6509    }
6510    (switch
6511     /* pow(x,0) -> 1.  */
6512     (if (real_equal (value, &dconst0))
6513      { build_real (type, dconst1); })
6514     /* pow(x,1) -> x.  */
6515     (if (real_equal (value, &dconst1))
6516      @0)
6517     /* pow(x,-1) -> 1/x.  */
6518     (if (real_equal (value, &dconstm1))
6519      (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))
6520     /* pow(x,0.5) -> sqrt(x).  */
6521     (if (flag_unsafe_math_optimizations
6522          && canonicalize_math_p ()
6523          && real_equal (value, &dconsthalf))
6524      (sqrts @0))
6525     /* pow(x,1/3) -> cbrt(x).  */
6526     (if (flag_unsafe_math_optimizations
6527          && canonicalize_math_p ()
6528          && (tmp = real_value_truncate (TYPE_MODE (type), dconst_third ()),
6529              real_equal (value, &tmp)))
6530      (cbrts @0))))))
6532 /* powi(1,x) -> 1.  */
6533 (simplify
6534  (POWI real_onep@0 @1)
6535  @0)
6537 (simplify
6538  (POWI @0 INTEGER_CST@1)
6539  (switch
6540   /* powi(x,0) -> 1.  */
6541   (if (wi::to_wide (@1) == 0)
6542    { build_real (type, dconst1); })
6543   /* powi(x,1) -> x.  */
6544   (if (wi::to_wide (@1) == 1)
6545    @0)
6546   /* powi(x,-1) -> 1/x.  */
6547   (if (wi::to_wide (@1) == -1)
6548    (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))))
6550 /* Narrowing of arithmetic and logical operations.
6552    These are conceptually similar to the transformations performed for
6553    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
6554    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
6556 /* Convert (outertype)((innertype0)a+(innertype1)b)
6557    into ((newtype)a+(newtype)b) where newtype
6558    is the widest mode from all of these.  */
6559 (for op (plus minus mult rdiv)
6560  (simplify
6561    (convert (op:s@0 (convert1?@3 @1) (convert2?@4 @2)))
6562    /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
6563       both operands are widening conversions from the same type as the outer
6564       narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a
6565       suitable unsigned type (to avoid introducing undefined behavior),
6566       perform the operation and convert the result to the desired type.  */
6567    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
6568         && op != MULT_EXPR
6569         && op != RDIV_EXPR
6570         /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
6571            so there's no need to check that @2/@4 are integral types.  */
6572         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
6573         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
6574         /* The precision of the type of each operand must match the
6575            precision of the mode of each operand, similarly for the
6576            result.  */
6577         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
6578         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@2))
6579         && type_has_mode_precision_p (type)
6580         /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
6581         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
6582         && types_match (@1, type)
6583         && (types_match (@1, @2)
6584             /* Or the second operand is const integer or converted const
6585                integer from valueize.  */
6586             || poly_int_tree_p (@4)))
6587      (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
6588        (op @1 (convert @2))
6589        (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
6590         (convert (op (convert:utype @1)
6591                      (convert:utype @2)))))
6592      (if (FLOAT_TYPE_P (type)
6593           && DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6594                == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type))
6595       (with { tree arg0 = strip_float_extensions (@1);
6596               tree arg1 = strip_float_extensions (@2);
6597               tree itype = TREE_TYPE (@0);
6598               tree ty1 = TREE_TYPE (arg0);
6599               tree ty2 = TREE_TYPE (arg1);
6600               enum tree_code code = TREE_CODE (itype); }
6601         (if (FLOAT_TYPE_P (ty1)
6602              && FLOAT_TYPE_P (ty2))
6603          (with { tree newtype = type;
6604                  if (TYPE_MODE (ty1) == SDmode
6605                      || TYPE_MODE (ty2) == SDmode
6606                      || TYPE_MODE (type) == SDmode)
6607                    newtype = dfloat32_type_node;
6608                  if (TYPE_MODE (ty1) == DDmode
6609                      || TYPE_MODE (ty2) == DDmode
6610                      || TYPE_MODE (type) == DDmode)
6611                    newtype = dfloat64_type_node;
6612                  if (TYPE_MODE (ty1) == TDmode
6613                      || TYPE_MODE (ty2) == TDmode
6614                      || TYPE_MODE (type) == TDmode)
6615                    newtype = dfloat128_type_node; }
6616           (if ((newtype == dfloat32_type_node
6617                 || newtype == dfloat64_type_node
6618                 || newtype == dfloat128_type_node)
6619               && newtype == type
6620               && types_match (newtype, type))
6621             (op (convert:newtype @1) (convert:newtype @2))
6622             (with { if (TYPE_PRECISION (ty1) > TYPE_PRECISION (newtype))
6623                       newtype = ty1;
6624                     if (TYPE_PRECISION (ty2) > TYPE_PRECISION (newtype))
6625                       newtype = ty2; }
6626                /* Sometimes this transformation is safe (cannot
6627                   change results through affecting double rounding
6628                   cases) and sometimes it is not.  If NEWTYPE is
6629                   wider than TYPE, e.g. (float)((long double)double
6630                   + (long double)double) converted to
6631                   (float)(double + double), the transformation is
6632                   unsafe regardless of the details of the types
6633                   involved; double rounding can arise if the result
6634                   of NEWTYPE arithmetic is a NEWTYPE value half way
6635                   between two representable TYPE values but the
6636                   exact value is sufficiently different (in the
6637                   right direction) for this difference to be
6638                   visible in ITYPE arithmetic.  If NEWTYPE is the
6639                   same as TYPE, however, the transformation may be
6640                   safe depending on the types involved: it is safe
6641                   if the ITYPE has strictly more than twice as many
6642                   mantissa bits as TYPE, can represent infinities
6643                   and NaNs if the TYPE can, and has sufficient
6644                   exponent range for the product or ratio of two
6645                   values representable in the TYPE to be within the
6646                   range of normal values of ITYPE.  */
6647               (if (TYPE_PRECISION (newtype) < TYPE_PRECISION (itype)
6648                    && (flag_unsafe_math_optimizations
6649                        || (TYPE_PRECISION (newtype) == TYPE_PRECISION (type)
6650                            && real_can_shorten_arithmetic (TYPE_MODE (itype),
6651                                                            TYPE_MODE (type))
6652                            && !excess_precision_type (newtype)))
6653                    && !types_match (itype, newtype))
6654                  (convert:type (op (convert:newtype @1)
6655                                    (convert:newtype @2)))
6656          )))) )
6657    ))
6660 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
6661    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
6662    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
6663    to unsigned types to avoid introducing undefined behavior for the
6664    arithmetic operation.  */
6665 (for op (minus plus)
6666  (simplify
6667   (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
6668   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
6669        /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
6670           so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
6671        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6672        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
6673        /* The precision of the type of each operand must match the
6674           precision of the mode of each operand, similarly for the
6675           result.  */
6676        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
6677        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
6678        && type_has_mode_precision_p (type)
6679        /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
6680        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
6681        && types_match (@0, @1)
6682        && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
6683            <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
6684        && (wi::to_wide (@4)
6685            & wi::mask (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)),
6686                        true, TYPE_PRECISION (type))) == 0)
6687    (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
6688     (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
6689      (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4))))
6690     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
6691      (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
6692                (convert:utype @4))))))))
6694 /* Transform (@0 < @1 and @0 < @2) to use min,
6695    (@0 > @1 and @0 > @2) to use max */
6696 (for logic (bit_and bit_and bit_and bit_and bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior)
6697      op    (lt      le      gt      ge      lt      le      gt      ge     )
6698      ext   (min     min     max     max     max     max     min     min    )
6699  (simplify
6700   (logic (op:cs @0 @1) (op:cs @0 @2))
6701   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6702        && TREE_CODE (@0) != INTEGER_CST)
6703    (op @0 (ext @1 @2)))))
6705 (simplify
6706  /* signbit(x) -> 0 if x is nonnegative.  */
6707  (SIGNBIT tree_expr_nonnegative_p@0)
6708  { integer_zero_node; })
6710 (simplify
6711  /* signbit(x) -> x<0 if x doesn't have signed zeros.  */
6712  (SIGNBIT @0)
6713  (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@0))
6714   (convert (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))))
6716 /* Transform comparisons of the form X +- C1 CMP C2 to X CMP C2 -+ C1.  */
6717 (for cmp (eq ne)
6718  (for op (plus minus)
6719       rop (minus plus)
6720   (simplify
6721    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
6722    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
6723         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
6724         && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@0))
6725         && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@0)))
6726     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
6727      (if (TREE_OVERFLOW (res)
6728           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
6729       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
6730       (if (single_use (@3))
6731        (cmp @0 { TREE_OVERFLOW (res)
6732                  ? drop_tree_overflow (res) : res; }))))))))
6733 (for cmp (lt le gt ge)
6734  (for op (plus minus)
6735       rop (minus plus)
6736   (simplify
6737    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
6738    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
6739         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
6740     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
6741      (if (TREE_OVERFLOW (res))
6742       {
6743         fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
6744                                 "when simplifying conditional to constant"),
6745                                WARN_STRICT_OVERFLOW_CONDITIONAL);
6746         bool less = cmp == LE_EXPR || cmp == LT_EXPR;
6747         /* wi::ges_p (@2, 0) should be sufficient for a signed type.  */
6748         bool ovf_high = wi::lt_p (wi::to_wide (@1), 0,
6749                                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
6750                         != (op == MINUS_EXPR);
6751         constant_boolean_node (less == ovf_high, type);
6752       }
6753       (if (single_use (@3))
6754        (with
6755         {
6756           fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
6757                                   "when changing X +- C1 cmp C2 to "
6758                                   "X cmp C2 -+ C1"),
6759                                  WARN_STRICT_OVERFLOW_COMPARISON);
6760         }
6761         (cmp @0 { res; })))))))))
6763 /* Canonicalizations of BIT_FIELD_REFs.  */
6765 (simplify
6766  (BIT_FIELD_REF (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2) @3 @4)
6767  (BIT_FIELD_REF @0 @3 { const_binop (PLUS_EXPR, bitsizetype, @2, @4); }))
6769 (simplify
6770  (BIT_FIELD_REF (view_convert @0) @1 @2)
6771  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2))
6773 (simplify
6774  (BIT_FIELD_REF @0 @1 integer_zerop)
6775  (if (tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0))))
6776   (view_convert @0)))
6778 (simplify
6779  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2)
6780  (switch
6781   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == COMPLEX_TYPE
6782        && tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
6783    (switch
6784     (if (integer_zerop (@2))
6785      (view_convert (realpart @0)))
6786     (if (tree_int_cst_equal (@2, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
6787      (view_convert (imagpart @0)))))
6788   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6789        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
6790        /* On GIMPLE this should only apply to register arguments.  */
6791        && (! GIMPLE || is_gimple_reg (@0))
6792        /* A bit-field-ref that referenced the full argument can be stripped.  */
6793        && ((compare_tree_int (@1, TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))) == 0
6794             && integer_zerop (@2))
6795            /* Low-parts can be reduced to integral conversions.
6796               ???  The following doesn't work for PDP endian.  */
6797            || (BYTES_BIG_ENDIAN == WORDS_BIG_ENDIAN
6798                /* But only do this after vectorization.  */
6799                && canonicalize_math_after_vectorization_p ()
6800                /* Don't even think about BITS_BIG_ENDIAN.  */
6801                && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) % BITS_PER_UNIT == 0
6802                && TYPE_PRECISION (type) % BITS_PER_UNIT == 0
6803                && compare_tree_int (@2, (BYTES_BIG_ENDIAN
6804                                          ? (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
6805                                             - TYPE_PRECISION (type))
6806                                          : 0)) == 0)))
6807    (convert @0))))
6809 /* Simplify vector extracts.  */
6811 (simplify
6812  (BIT_FIELD_REF CONSTRUCTOR@0 @1 @2)
6813  (if (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6814       && tree_fits_uhwi_p (TYPE_SIZE (type))
6815       && ((tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (type))
6816            == tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
6817           || (VECTOR_TYPE_P (type)
6818               && (tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (type)))
6819                   == tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))))
6820   (with
6821    {
6822      tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
6823                   ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0);
6824      tree eltype = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor));
6825      unsigned HOST_WIDE_INT width = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (eltype));
6826      unsigned HOST_WIDE_INT n = tree_to_uhwi (@1);
6827      unsigned HOST_WIDE_INT idx = tree_to_uhwi (@2);
6828    }
6829    (if (n != 0
6830         && (idx % width) == 0
6831         && (n % width) == 0
6832         && known_le ((idx + n) / width,
6833                      TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (ctor))))
6834     (with
6835      {
6836        idx = idx / width;
6837        n = n / width;
6838        /* Constructor elements can be subvectors.  */
6839        poly_uint64 k = 1;
6840        if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) != 0)
6841          {
6842            tree cons_elem = TREE_TYPE (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value);
6843            if (TREE_CODE (cons_elem) == VECTOR_TYPE)
6844              k = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (cons_elem);
6845          }
6846        unsigned HOST_WIDE_INT elt, count, const_k;
6847      }
6848      (switch
6849       /* We keep an exact subset of the constructor elements.  */
6850       (if (multiple_p (idx, k, &elt) && multiple_p (n, k, &count))
6851        (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
6852         { build_zero_cst (type); }
6853         (if (count == 1)
6854          (if (elt < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor))
6855           (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt)->value; })
6856           { build_zero_cst (type); })
6857          /* We don't want to emit new CTORs unless the old one goes away.
6858             ???  Eventually allow this if the CTOR ends up constant or
6859             uniform.  */
6860          (if (single_use (@0))
6861           (with
6862             {
6863               vec<constructor_elt, va_gc> *vals;
6864               vec_alloc (vals, count);
6865               bool constant_p = true;
6866               tree res;
6867               for (unsigned i = 0;
6868                    i < count && elt + i < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor); ++i)
6869                 {
6870                   tree e = CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt + i)->value;
6871                   CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (vals, NULL_TREE, e);
6872                   if (!CONSTANT_CLASS_P (e))
6873                     constant_p = false;
6874                 }
6875               tree evtype = (types_match (TREE_TYPE (type),
6876                                           TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor)))
6877                              ? type
6878                              : build_vector_type (TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor)),
6879                                                   count));
6880               res = (constant_p ? build_vector_from_ctor (evtype, vals)
6881                      : build_constructor (evtype, vals));
6882             }
6883             (view_convert { res; }))))))
6884       /* The bitfield references a single constructor element.  */
6885       (if (k.is_constant (&const_k)
6886            && idx + n <= (idx / const_k + 1) * const_k)
6887        (switch
6888         (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) <= idx / const_k)
6889          { build_zero_cst (type); })
6890         (if (n == const_k)
6891          (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }))
6892         (BIT_FIELD_REF { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }
6893                        @1 { bitsize_int ((idx % const_k) * width); })))))))))
6895 /* Simplify a bit extraction from a bit insertion for the cases with
6896    the inserted element fully covering the extraction or the insertion
6897    not touching the extraction.  */
6898 (simplify
6899  (BIT_FIELD_REF (bit_insert @0 @1 @ipos) @rsize @rpos)
6900  (with
6901   {
6902     unsigned HOST_WIDE_INT isize;
6903     if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
6904       isize = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
6905     else
6906       isize = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1)));
6907   }
6908   (switch
6909    (if (wi::leu_p (wi::to_wide (@ipos), wi::to_wide (@rpos))
6910         && wi::leu_p (wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize),
6911                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
6912     (BIT_FIELD_REF @1 @rsize { wide_int_to_tree (bitsizetype,
6913                                                  wi::to_wide (@rpos)
6914                                                  - wi::to_wide (@ipos)); }))
6915    (if (wi::geu_p (wi::to_wide (@ipos),
6916                    wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize))
6917         || wi::geu_p (wi::to_wide (@rpos),
6918                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
6919     (BIT_FIELD_REF @0 @rsize @rpos)))))
6921 (if (canonicalize_math_after_vectorization_p ())
6922  (for fmas (FMA)
6923   (simplify
6924    (fmas:c (negate @0) @1 @2)
6925    (IFN_FNMA @0 @1 @2))
6926   (simplify
6927    (fmas @0 @1 (negate @2))
6928    (IFN_FMS @0 @1 @2))
6929   (simplify
6930    (fmas:c (negate @0) @1 (negate @2))
6931    (IFN_FNMS @0 @1 @2))
6932   (simplify
6933    (negate (fmas@3 @0 @1 @2))
6934    (if (single_use (@3))
6935     (IFN_FNMS @0 @1 @2))))
6937  (simplify
6938   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 @2)
6939   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
6940  (simplify
6941   (IFN_FMS @0 @1 (negate @2))
6942   (IFN_FMA @0 @1 @2))
6943  (simplify
6944   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
6945   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
6946  (simplify
6947   (negate (IFN_FMS@3 @0 @1 @2))
6948    (if (single_use (@3))
6949     (IFN_FNMA @0 @1 @2)))
6951  (simplify
6952   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 @2)
6953   (IFN_FMA @0 @1 @2))
6954  (simplify
6955   (IFN_FNMA @0 @1 (negate @2))
6956   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
6957  (simplify
6958   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 (negate @2))
6959   (IFN_FMS @0 @1 @2))
6960  (simplify
6961   (negate (IFN_FNMA@3 @0 @1 @2))
6962   (if (single_use (@3))
6963    (IFN_FMS @0 @1 @2)))
6965  (simplify
6966   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 @2)
6967   (IFN_FMS @0 @1 @2))
6968  (simplify
6969   (IFN_FNMS @0 @1 (negate @2))
6970   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
6971  (simplify
6972   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
6973   (IFN_FMA @0 @1 @2))
6974  (simplify
6975   (negate (IFN_FNMS@3 @0 @1 @2))
6976   (if (single_use (@3))
6977    (IFN_FMA @0 @1 @2))))
6979 /* CLZ simplifications.  */
6980 (for clz (CLZ)
6981  (for op (eq ne)
6982       cmp (lt ge)
6983   (simplify
6984    (op (clz:s@2 @0) INTEGER_CST@1)
6985    (if (integer_zerop (@1) && single_use (@2))
6986     /* clz(X) == 0 is (int)X < 0 and clz(X) != 0 is (int)X >= 0.  */
6987     (with { tree type0 = TREE_TYPE (@0);
6988             tree stype = signed_type_for (type0);
6989             HOST_WIDE_INT val = 0;
6990             /* Punt on hypothetical weird targets.  */
6991             if (clz == CFN_CLZ
6992                 && CLZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
6993                                               val) == 2
6994                 && val == 0)
6995               stype = NULL_TREE;
6996           }
6997      (if (stype)
6998       (cmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))
6999     /* clz(X) == (prec-1) is X == 1 and clz(X) != (prec-1) is X != 1.  */
7000     (with { bool ok = true;
7001             HOST_WIDE_INT val = 0;
7002             tree type0 = TREE_TYPE (@0);
7003             /* Punt on hypothetical weird targets.  */
7004             if (clz == CFN_CLZ
7005                 && CLZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
7006                                               val) == 2
7007                 && val == TYPE_PRECISION (type0) - 1)
7008               ok = false;
7009           }
7010      (if (ok && wi::to_wide (@1) == (TYPE_PRECISION (type0) - 1))
7011       (op @0 { build_one_cst (type0); })))))))
7013 /* CTZ simplifications.  */
7014 (for ctz (CTZ)
7015  (for op (ge gt le lt)
7016       cmp (eq eq ne ne)
7017   (simplify
7018    /* __builtin_ctz (x) >= C -> (x & ((1 << C) - 1)) == 0.  */
7019    (op (ctz:s @0) INTEGER_CST@1)
7020     (with { bool ok = true;
7021             HOST_WIDE_INT val = 0;
7022             if (!tree_fits_shwi_p (@1))
7023               ok = false;
7024             else
7025               {
7026                 val = tree_to_shwi (@1);
7027                 /* Canonicalize to >= or <.  */
7028                 if (op == GT_EXPR || op == LE_EXPR)
7029                   {
7030                     if (val == HOST_WIDE_INT_MAX)
7031                       ok = false;
7032                     else
7033                       val++;
7034                   }
7035               }
7036             bool zero_res = false;
7037             HOST_WIDE_INT zero_val = 0;
7038             tree type0 = TREE_TYPE (@0);
7039             int prec = TYPE_PRECISION (type0);
7040             if (ctz == CFN_CTZ
7041                 && CTZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
7042                                               zero_val) == 2)
7043               zero_res = true;
7044           }
7045      (if (val <= 0)
7046       (if (ok && (!zero_res || zero_val >= val))
7047        { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? true : false, type); })
7048       (if (val >= prec)
7049        (if (ok && (!zero_res || zero_val < val))
7050         { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); })
7051        (if (ok && (!zero_res || zero_val < 0 || zero_val >= prec))
7052         (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (type0,
7053                                              wi::mask (val, false, prec)); })
7054              { build_zero_cst (type0); })))))))
7055  (for op (eq ne)
7056   (simplify
7057    /* __builtin_ctz (x) == C -> (x & ((1 << (C + 1)) - 1)) == (1 << C).  */
7058    (op (ctz:s @0) INTEGER_CST@1)
7059     (with { bool zero_res = false;
7060             HOST_WIDE_INT zero_val = 0;
7061             tree type0 = TREE_TYPE (@0);
7062             int prec = TYPE_PRECISION (type0);
7063             if (ctz == CFN_CTZ
7064                 && CTZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
7065                                               zero_val) == 2)
7066               zero_res = true;
7067           }
7068      (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0 || wi::to_widest (@1) >= prec)
7069       (if (!zero_res || zero_val != wi::to_widest (@1))
7070        { constant_boolean_node (op == EQ_EXPR ? false : true, type); })
7071       (if (!zero_res || zero_val < 0 || zero_val >= prec)
7072        (op (bit_and @0 { wide_int_to_tree (type0,
7073                                            wi::mask (tree_to_uhwi (@1) + 1,
7074                                                      false, prec)); })
7075            { wide_int_to_tree (type0,
7076                                wi::shifted_mask (tree_to_uhwi (@1), 1,
7077                                                  false, prec)); })))))))
7079 /* POPCOUNT simplifications.  */
7080 /* popcount(X) + popcount(Y) is popcount(X|Y) when X&Y must be zero.  */
7081 (simplify
7082   (plus (POPCOUNT:s @0) (POPCOUNT:s @1))
7083   (if (wi::bit_and (tree_nonzero_bits (@0), tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
7084     (POPCOUNT (bit_ior @0 @1))))
7086 /* popcount(X) == 0 is X == 0, and related (in)equalities.  */
7087 (for popcount (POPCOUNT)
7088   (for cmp (le eq ne gt)
7089        rep (eq eq ne ne)
7090     (simplify
7091       (cmp (popcount @0) integer_zerop)
7092       (rep @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
7094 /* Canonicalize POPCOUNT(x)&1 as PARITY(X).  */
7095 (simplify
7096   (bit_and (POPCOUNT @0) integer_onep)
7097   (PARITY @0))
7099 /* PARITY simplifications.  */
7100 /* parity(~X) is parity(X).  */
7101 (simplify
7102   (PARITY (bit_not @0))
7103   (PARITY @0))
7105 /* parity(X)^parity(Y) is parity(X^Y).  */
7106 (simplify
7107   (bit_xor (PARITY:s @0) (PARITY:s @1))
7108   (PARITY (bit_xor @0 @1)))
7110 /* Common POPCOUNT/PARITY simplifications.  */
7111 /* popcount(X&C1) is (X>>C2)&1 when C1 == 1<<C2.  Same for parity(X&C1).  */
7112 (for pfun (POPCOUNT PARITY)
7113   (simplify
7114     (pfun @0)
7115     (with { wide_int nz = tree_nonzero_bits (@0); }
7116       (switch
7117         (if (nz == 1)
7118           (convert @0))
7119         (if (wi::popcount (nz) == 1)
7120           (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
7121             (convert (rshift:utype (convert:utype @0)
7122                                    { build_int_cst (integer_type_node,
7123                                                     wi::ctz (nz)); }))))))))
7125 #if GIMPLE
7126 /* 64- and 32-bits branchless implementations of popcount are detected:
7128    int popcount64c (uint64_t x)
7129    {
7130      x -= (x >> 1) & 0x5555555555555555ULL;
7131      x = (x & 0x3333333333333333ULL) + ((x >> 2) & 0x3333333333333333ULL);
7132      x = (x + (x >> 4)) & 0x0f0f0f0f0f0f0f0fULL;
7133      return (x * 0x0101010101010101ULL) >> 56;
7134    }
7136    int popcount32c (uint32_t x)
7137    {
7138      x -= (x >> 1) & 0x55555555;
7139      x = (x & 0x33333333) + ((x >> 2) & 0x33333333);
7140      x = (x + (x >> 4)) & 0x0f0f0f0f;
7141      return (x * 0x01010101) >> 24;
7142    }  */
7143 (simplify
7144  (rshift
7145   (mult
7146    (bit_and
7147     (plus:c
7148      (rshift @8 INTEGER_CST@5)
7149       (plus:c@8
7150        (bit_and @6 INTEGER_CST@7)
7151         (bit_and
7152          (rshift
7153           (minus@6 @0
7154            (bit_and (rshift @0 INTEGER_CST@4) INTEGER_CST@11))
7155           INTEGER_CST@10)
7156          INTEGER_CST@9)))
7157     INTEGER_CST@3)
7158    INTEGER_CST@2)
7159   INTEGER_CST@1)
7160   /* Check constants and optab.  */
7161   (with { unsigned prec = TYPE_PRECISION (type);
7162           int shift = (64 - prec) & 63;
7163           unsigned HOST_WIDE_INT c1
7164             = HOST_WIDE_INT_UC (0x0101010101010101) >> shift;
7165           unsigned HOST_WIDE_INT c2
7166             = HOST_WIDE_INT_UC (0x0F0F0F0F0F0F0F0F) >> shift;
7167           unsigned HOST_WIDE_INT c3
7168             = HOST_WIDE_INT_UC (0x3333333333333333) >> shift;
7169           unsigned HOST_WIDE_INT c4
7170             = HOST_WIDE_INT_UC (0x5555555555555555) >> shift;
7171    }
7172    (if (prec >= 16
7173         && prec <= 64
7174         && pow2p_hwi (prec)
7175         && TYPE_UNSIGNED (type)
7176         && integer_onep (@4)
7177         && wi::to_widest (@10) == 2
7178         && wi::to_widest (@5) == 4
7179         && wi::to_widest (@1) == prec - 8
7180         && tree_to_uhwi (@2) == c1
7181         && tree_to_uhwi (@3) == c2
7182         && tree_to_uhwi (@9) == c3
7183         && tree_to_uhwi (@7) == c3
7184         && tree_to_uhwi (@11) == c4)
7185     (if (direct_internal_fn_supported_p (IFN_POPCOUNT, type,
7186                                          OPTIMIZE_FOR_BOTH))
7187      (convert (IFN_POPCOUNT:type @0))
7188      /* Try to do popcount in two halves.  PREC must be at least
7189         five bits for this to work without extension before adding.  */
7190      (with {
7191        tree half_type = NULL_TREE;
7192        opt_machine_mode m = mode_for_size ((prec + 1) / 2, MODE_INT, 1);
7193        int half_prec = 8;
7194        if (m.exists ()
7195            && m.require () != TYPE_MODE (type))
7196          {
7197            half_prec = GET_MODE_PRECISION (as_a <scalar_int_mode> (m));
7198            half_type = build_nonstandard_integer_type (half_prec, 1);
7199          }
7200        gcc_assert (half_prec > 2);
7201       }
7202       (if (half_type != NULL_TREE
7203            && direct_internal_fn_supported_p (IFN_POPCOUNT, half_type,
7204                                               OPTIMIZE_FOR_BOTH))
7205        (convert (plus
7206          (IFN_POPCOUNT:half_type (convert @0))
7207          (IFN_POPCOUNT:half_type (convert (rshift @0
7208             { build_int_cst (integer_type_node, half_prec); } )))))))))))
7210 /* __builtin_ffs needs to deal on many targets with the possible zero
7211    argument.  If we know the argument is always non-zero, __builtin_ctz + 1
7212    should lead to better code.  */
7213 (simplify
7214  (FFS tree_expr_nonzero_p@0)
7215  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7216       && direct_internal_fn_supported_p (IFN_CTZ, TREE_TYPE (@0),
7217                                          OPTIMIZE_FOR_SPEED))
7218   (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
7219    (plus (CTZ:type (convert:utype @0)) { build_one_cst (type); }))))
7220 #endif
7222 (for ffs (BUILT_IN_FFS BUILT_IN_FFSL BUILT_IN_FFSLL
7223           BUILT_IN_FFSIMAX)
7224  /* __builtin_ffs (X) == 0 -> X == 0.
7225     __builtin_ffs (X) == 6 -> (X & 63) == 32.  */
7226  (for cmp (eq ne)
7227   (simplify
7228    (cmp (ffs@2 @0) INTEGER_CST@1)
7229     (with { int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
7230      (switch
7231       (if (integer_zerop (@1))
7232        (cmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
7233       (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0 || wi::to_widest (@1) > prec)
7234        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? true : false, type); })
7235       (if (single_use (@2))
7236        (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7237                                             wi::mask (tree_to_uhwi (@1),
7238                                                       false, prec)); })
7239             { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7240                                 wi::shifted_mask (tree_to_uhwi (@1) - 1, 1,
7241                                                   false, prec)); }))))))
7243  /* __builtin_ffs (X) > 6 -> X != 0 && (X & 63) == 0.  */
7244  (for cmp (gt le)
7245       cmp2 (ne eq)
7246       cmp3 (eq ne)
7247       bit_op (bit_and bit_ior)
7248   (simplify
7249    (cmp (ffs@2 @0) INTEGER_CST@1)
7250     (with { int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
7251      (switch
7252       (if (integer_zerop (@1))
7253        (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
7254       (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
7255        { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR ? true : false, type); })
7256       (if (wi::to_widest (@1) >= prec)
7257        { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR ? false : true, type); })
7258       (if (wi::to_widest (@1) == prec - 1)
7259        (cmp3 @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7260                                     wi::shifted_mask (prec - 1, 1,
7261                                                       false, prec)); }))
7262       (if (single_use (@2))
7263        (bit_op (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })
7264                (cmp3 (bit_and @0
7265                               { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7266                                                   wi::mask (tree_to_uhwi (@1),
7267                                                   false, prec)); })
7268                      { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))))))
7270 #if GIMPLE
7272 /* Simplify:
7273      a = op a1
7274      r = cond ? a : b
7275      --> r = .COND_FN (cond, a, b)
7276 and,
7277     a = op a1
7278     r = cond ? b : a
7279     --> r = .COND_FN (~cond, b, a).  */
7281 (for uncond_op (UNCOND_UNARY)
7282      cond_op (COND_UNARY)
7283  (simplify
7284   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@3 @1)) @2)
7285    (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
7286     (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7287         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0)))
7288      (cond_op @0 @1 @2))))
7289  (simplify
7290   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@3 @2)))
7291    (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
7292     (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7293         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0)))
7294      (cond_op (bit_not @0) @2 @1)))))
7296 /* Simplify:
7298      a = a1 op a2
7299      r = c ? a : b;
7301    to:
7303      r = c ? a1 op a2 : b;
7305    if the target can do it in one go.  This makes the operation conditional
7306    on c, so could drop potentially-trapping arithmetic, but that's a valid
7307    simplification if the result of the operation isn't needed.
7309    Avoid speculatively generating a stand-alone vector comparison
7310    on targets that might not support them.  Any target implementing
7311    conditional internal functions must support the same comparisons
7312    inside and outside a VEC_COND_EXPR.  */
7314 (for uncond_op (UNCOND_BINARY)
7315      cond_op (COND_BINARY)
7316  (simplify
7317   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@4 @1 @2)) @3)
7318   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
7319    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7320         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0)))
7321     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @3))))))
7322  (simplify
7323   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@4 @2 @3)))
7324   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
7325    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7326         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0)))
7327     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 (view_convert:op_type @1)))))))
7329 /* Same for ternary operations.  */
7330 (for uncond_op (UNCOND_TERNARY)
7331      cond_op (COND_TERNARY)
7332  (simplify
7333   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@5 @1 @2 @3)) @4)
7334   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
7335    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7336         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0)))
7337     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @4))))))
7338  (simplify
7339   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@5 @2 @3 @4)))
7340   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
7341    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7342         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0)))
7343     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 @4
7344                   (view_convert:op_type @1)))))))
7345 #endif
7347 /* Detect cases in which a VEC_COND_EXPR effectively replaces the
7348    "else" value of an IFN_COND_*.  */
7349 (for cond_op (COND_BINARY)
7350  (simplify
7351   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3)) @4)
7352   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
7353    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
7354     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @4))))))
7355  (simplify
7356   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5)))
7357   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
7358    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
7359         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
7360     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 (view_convert:op_type @1)))))))
7362 /* Same for ternary operations.  */
7363 (for cond_op (COND_TERNARY)
7364  (simplify
7365   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3 @4)) @5)
7366   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
7367    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
7368     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @5))))))
7369  (simplify
7370   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5 @6)))
7371   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@6); }
7372    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
7373         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
7374     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 @5 (view_convert:op_type @1)))))))
7376 /* Detect simplication for a conditional reduction where
7378    a = mask1 ? b : 0
7379    c = mask2 ? d + a : d
7381    is turned into
7383    c = mask1 && mask2 ? d + b : d.  */
7384 (simplify
7385   (IFN_COND_ADD @0 @1 (vec_cond @2 @3 integer_zerop) @1)
7386    (IFN_COND_ADD (bit_and @0 @2) @1 @3 @1))
7388 /* For pointers @0 and @2 and nonnegative constant offset @1, look for
7389    expressions like:
7391    A: (@0 + @1 < @2) | (@2 + @1 < @0)
7392    B: (@0 + @1 <= @2) | (@2 + @1 <= @0)
7394    If pointers are known not to wrap, B checks whether @1 bytes starting
7395    at @0 and @2 do not overlap, while A tests the same thing for @1 + 1
7396    bytes.  A is more efficiently tested as:
7398    A: (sizetype) (@0 + @1 - @2) > @1 * 2
7400    The equivalent expression for B is given by replacing @1 with @1 - 1:
7402    B: (sizetype) (@0 + (@1 - 1) - @2) > (@1 - 1) * 2
7404    @0 and @2 can be swapped in both expressions without changing the result.
7406    The folds rely on sizetype's being unsigned (which is always true)
7407    and on its being the same width as the pointer (which we have to check).
7409    The fold replaces two pointer_plus expressions, two comparisons and
7410    an IOR with a pointer_plus, a pointer_diff, and a comparison, so in
7411    the best case it's a saving of two operations.  The A fold retains one
7412    of the original pointer_pluses, so is a win even if both pointer_pluses
7413    are used elsewhere.  The B fold is a wash if both pointer_pluses are
7414    used elsewhere, since all we end up doing is replacing a comparison with
7415    a pointer_plus.  We do still apply the fold under those circumstances
7416    though, in case applying it to other conditions eventually makes one of the
7417    pointer_pluses dead.  */
7418 (for ior (truth_orif truth_or bit_ior)
7419  (for cmp (le lt)
7420   (simplify
7421    (ior (cmp:cs (pointer_plus@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
7422         (cmp:cs (pointer_plus@4 @2 @1) @0))
7423    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
7424         && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (sizetype)
7425         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (sizetype))
7426     /* Calculate the rhs constant.  */
7427     (with { offset_int off = wi::to_offset (@1) - (cmp == LE_EXPR ? 1 : 0);
7428             offset_int rhs = off * 2; }
7429      /* Always fails for negative values.  */
7430      (if (wi::min_precision (rhs, UNSIGNED) <= TYPE_PRECISION (sizetype))
7431       /* Since the order of @0 and @2 doesn't matter, let tree_swap_operands_p
7432          pick a canonical order.  This increases the chances of using the
7433          same pointer_plus in multiple checks.  */
7434       (with { bool swap_p = tree_swap_operands_p (@0, @2);
7435               tree rhs_tree = wide_int_to_tree (sizetype, rhs); }
7436        (if (cmp == LT_EXPR)
7437         (gt (convert:sizetype
7438              (pointer_diff:ssizetype { swap_p ? @4 : @3; }
7439                                      { swap_p ? @0 : @2; }))
7440             { rhs_tree; })
7441         (gt (convert:sizetype
7442              (pointer_diff:ssizetype
7443               (pointer_plus { swap_p ? @2 : @0; }
7444                             { wide_int_to_tree (sizetype, off); })
7445               { swap_p ? @0 : @2; }))
7446             { rhs_tree; })))))))))
7448 /* Fold REDUC (@0 & @1) -> @0[I] & @1[I] if element I is the only nonzero
7449    element of @1.  */
7450 (for reduc (IFN_REDUC_PLUS IFN_REDUC_IOR IFN_REDUC_XOR)
7451  (simplify (reduc (view_convert? (bit_and @0 VECTOR_CST@1)))
7452   (with { int i = single_nonzero_element (@1); }
7453    (if (i >= 0)
7454     (with { tree elt = vector_cst_elt (@1, i);
7455             tree elt_type = TREE_TYPE (elt);
7456             unsigned int elt_bits = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (elt_type));
7457             tree size = bitsize_int (elt_bits);
7458             tree pos = bitsize_int (elt_bits * i); }
7459      (view_convert
7460       (bit_and:elt_type
7461        (BIT_FIELD_REF:elt_type @0 { size; } { pos; })
7462        { elt; })))))))
7464 (simplify
7465  (vec_perm @0 @1 VECTOR_CST@2)
7466  (with
7467   {
7468     tree op0 = @0, op1 = @1, op2 = @2;
7470     /* Build a vector of integers from the tree mask.  */
7471     vec_perm_builder builder;
7472     if (!tree_to_vec_perm_builder (&builder, op2))
7473       return NULL_TREE;
7475     /* Create a vec_perm_indices for the integer vector.  */
7476     poly_uint64 nelts = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type);
7477     bool single_arg = (op0 == op1);
7478     vec_perm_indices sel (builder, single_arg ? 1 : 2, nelts);
7479   }
7480   (if (sel.series_p (0, 1, 0, 1))
7481    { op0; }
7482    (if (sel.series_p (0, 1, nelts, 1))
7483     { op1; }
7484     (with
7485      {
7486        if (!single_arg)
7487          {
7488            if (sel.all_from_input_p (0))
7489              op1 = op0;
7490            else if (sel.all_from_input_p (1))
7491              {
7492                op0 = op1;
7493                sel.rotate_inputs (1);
7494              }
7495            else if (known_ge (poly_uint64 (sel[0]), nelts))
7496              {
7497                std::swap (op0, op1);
7498                sel.rotate_inputs (1);
7499              }
7500          }
7501        gassign *def;
7502        tree cop0 = op0, cop1 = op1;
7503        if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME
7504            && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op0)))
7505            && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
7506          cop0 = gimple_assign_rhs1 (def);
7507        if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME
7508            && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op1)))
7509            && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
7510          cop1 = gimple_assign_rhs1 (def);
7512        tree t;
7513     }
7514     (if ((TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
7515           || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR)
7516          && (TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
7517              || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR)
7518          && (t = fold_vec_perm (type, cop0, cop1, sel)))
7519      { t; }
7520      (with
7521       {
7522         bool changed = (op0 == op1 && !single_arg);
7523         tree ins = NULL_TREE;
7524         unsigned at = 0;
7526         /* See if the permutation is performing a single element
7527            insert from a CONSTRUCTOR or constant and use a BIT_INSERT_EXPR
7528            in that case.  But only if the vector mode is supported,
7529            otherwise this is invalid GIMPLE.  */
7530         if (TYPE_MODE (type) != BLKmode
7531             && (TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
7532                 || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR
7533                 || TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
7534                 || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR))
7535           {
7536             bool insert_first_p = sel.series_p (1, 1, nelts + 1, 1);
7537             if (insert_first_p)
7538               {
7539                 /* After canonicalizing the first elt to come from the
7540                    first vector we only can insert the first elt from
7541                    the first vector.  */
7542                 at = 0;
7543                 if ((ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[0])))
7544                   op0 = op1;
7545               }
7546             /* The above can fail for two-element vectors which always
7547                appear to insert the first element, so try inserting
7548                into the second lane as well.  For more than two
7549                elements that's wasted time.  */
7550             if (!insert_first_p || (!ins && maybe_eq (nelts, 2u)))
7551               {
7552                 unsigned int encoded_nelts = sel.encoding ().encoded_nelts ();
7553                 for (at = 0; at < encoded_nelts; ++at)
7554                   if (maybe_ne (sel[at], at))
7555                     break;
7556                 if (at < encoded_nelts
7557                     && (known_eq (at + 1, nelts)
7558                         || sel.series_p (at + 1, 1, at + 1, 1)))
7559                   {
7560                     if (known_lt (poly_uint64 (sel[at]), nelts))
7561                       ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[at]);
7562                     else
7563                       ins = fold_read_from_vector (cop1, sel[at] - nelts);
7564                   }
7565               }
7566           }
7568         /* Generate a canonical form of the selector.  */
7569         if (!ins && sel.encoding () != builder)
7570           {
7571             /* Some targets are deficient and fail to expand a single
7572                argument permutation while still allowing an equivalent
7573                2-argument version.  */
7574             tree oldop2 = op2;
7575             if (sel.ninputs () == 2
7576                || can_vec_perm_const_p (TYPE_MODE (type), sel, false))
7577               op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
7578             else
7579               {
7580                 vec_perm_indices sel2 (builder, 2, nelts);
7581                 if (can_vec_perm_const_p (TYPE_MODE (type), sel2, false))
7582                   op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel2);
7583                 else
7584                   /* Not directly supported with either encoding,
7585                      so use the preferred form.  */
7586                   op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
7587               }
7588             if (!operand_equal_p (op2, oldop2, 0))
7589               changed = true;
7590           }
7591       }
7592       (if (ins)
7593        (bit_insert { op0; } { ins; }
7594          { bitsize_int (at * vector_element_bits (type)); })
7595        (if (changed)
7596         (vec_perm { op0; } { op1; } { op2; }))))))))))
7598 /* VEC_PERM_EXPR (v, v, mask) -> v where v contains same element.  */
7600 (match vec_same_elem_p
7601  @0
7602  (if (uniform_vector_p (@0))))
7604 (match vec_same_elem_p
7605  (vec_duplicate @0))
7607 (simplify
7608  (vec_perm vec_same_elem_p@0 @0 @1)
7609  @0)
7611 /* Match count trailing zeroes for simplify_count_trailing_zeroes in fwprop.
7612    The canonical form is array[((x & -x) * C) >> SHIFT] where C is a magic
7613    constant which when multiplied by a power of 2 contains a unique value
7614    in the top 5 or 6 bits.  This is then indexed into a table which maps it
7615    to the number of trailing zeroes.  */
7616 (match (ctz_table_index @1 @2 @3)
7617   (rshift (mult (bit_and:c (negate @1) @1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3))