Suppress -fstack-protector warning on hppa.
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blobc48fe2d6bf20d84fc349259e8a370c7acc4cda9a
1 /* Match-and-simplify patterns for shared GENERIC and GIMPLE folding.
2    This file is consumed by genmatch which produces gimple-match.cc
3    and generic-match.cc from it.
5    Copyright (C) 2014-2022 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    PR middle-end/98420: x - x may be -0.0 with FE_DOWNWARD.
233    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
234    is volatile.  */
235 (simplify
236  (minus @0 @0)
237  (if (!FLOAT_TYPE_P (type)
238       || (!tree_expr_maybe_nan_p (@0)
239           && !tree_expr_maybe_infinite_p (@0)
240           && (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
241               || !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))))
242   { build_zero_cst (type); }))
243 (simplify
244  (pointer_diff @@0 @0)
245  { build_zero_cst (type); })
247 (simplify
248  (mult @0 integer_zerop@1)
249  @1)
251 /* -x == x -> x == 0 */
252 (for cmp (eq ne)
253  (simplify
254   (cmp:c @0 (negate @0))
255    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
256         && !TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE(@0)))
257     (cmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE(@0)); }))))
259 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
260    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
261    same in modes with signed zeros, since multiplying a
262    negative value by 0 gives -0, not +0.  Nor when x is +-Inf,
263    since x * 0 is NaN.  */
264 (simplify
265  (mult @0 real_zerop@1)
266  (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0)
267       && (!HONOR_NANS (type) || !tree_expr_maybe_infinite_p (@0))
268       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0)))
269   @1))
271 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
272    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
273 (simplify
274  (mult @0 real_onep)
275  (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0)
276       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
277           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
278   (non_lvalue @0)))
280 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
281 (simplify
282  (mult @0 real_minus_onep)
283   (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0)
284        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
285            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
286    (negate @0)))
288 /* Transform x * { 0 or 1, 0 or 1, ... } into x & { 0 or -1, 0 or -1, ...},
289    unless the target has native support for the former but not the latter.  */
290 (simplify
291  (mult @0 VECTOR_CST@1)
292  (if (initializer_each_zero_or_onep (@1)
293       && !HONOR_SNANS (type)
294       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
295   (with { tree itype = FLOAT_TYPE_P (type) ? unsigned_type_for (type) : type; }
296    (if (itype
297         && (!VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (type))
298             || (VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (itype))
299                 && optab_handler (and_optab,
300                                   TYPE_MODE (itype)) != CODE_FOR_nothing)))
301     (view_convert (bit_and:itype (view_convert @0)
302                                  (ne @1 { build_zero_cst (type); })))))))
304 (for cmp (gt ge lt le)
305      outp (convert convert negate negate)
306      outn (negate negate convert convert)
307  /* Transform X * (X > 0.0 ? 1.0 : -1.0) into abs(X). */
308  /* Transform X * (X >= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into abs(X). */
309  /* Transform X * (X < 0.0 ? 1.0 : -1.0) into -abs(X). */
310  /* Transform X * (X <= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into -abs(X). */
311  (simplify
312   (mult:c @0 (cond (cmp @0 real_zerop) real_onep@1 real_minus_onep))
313   (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
314    (outp (abs @0))))
315  /* Transform X * (X > 0.0 ? -1.0 : 1.0) into -abs(X). */
316  /* Transform X * (X >= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into -abs(X). */
317  /* Transform X * (X < 0.0 ? -1.0 : 1.0) into abs(X). */
318  /* Transform X * (X <= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into abs(X). */
319  (simplify
320   (mult:c @0 (cond (cmp @0 real_zerop) real_minus_onep real_onep@1))
321   (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
322    (outn (abs @0)))))
324 /* Transform X * copysign (1.0, X) into abs(X). */
325 (simplify
326  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep @0))
327  (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
328   (abs @0)))
330 /* Transform X * copysign (1.0, -X) into -abs(X). */
331 (simplify
332  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep (negate @0)))
333  (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
334   (negate (abs @0))))
336 /* Transform copysign (CST, X) into copysign (ABS(CST), X). */
337 (simplify
338  (COPYSIGN_ALL REAL_CST@0 @1)
339  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@0)))
340   (COPYSIGN_ALL (negate @0) @1)))
342 /* (x >= 0 ? x : 0) + (x <= 0 ? -x : 0) -> abs x.  */
343 (simplify
344   (plus:c (max @0 integer_zerop) (max (negate @0) integer_zerop))
345   (abs @0))
347 /* X * 1, X / 1 -> X.  */
348 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
349   (simplify
350     (op @0 integer_onep)
351     (non_lvalue @0)))
353 /* (A / (1 << B)) -> (A >> B).
354    Only for unsigned A.  For signed A, this would not preserve rounding
355    toward zero.
356    For example: (-1 / ( 1 << B)) !=  -1 >> B.
357    Also handle widening conversions, like:
358    (A / (unsigned long long) (1U << B)) -> (A >> B)
359    or
360    (A / (unsigned long long) (1 << B)) -> (A >> B).
361    If the left shift is signed, it can be done only if the upper bits
362    of A starting from shift's type sign bit are zero, as
363    (unsigned long long) (1 << 31) is -2147483648ULL, not 2147483648ULL,
364    so it is valid only if A >> 31 is zero.  */
365 (simplify
366  (trunc_div (convert?@0 @3) (convert2? (lshift integer_onep@1 @2)))
367  (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
368       && (!VECTOR_TYPE_P (type)
369           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_vector)
370           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_scalar))
371       && (useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
372           || (element_precision (type) >= element_precision (TREE_TYPE (@1))
373               && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
374                   || (element_precision (type)
375                       == element_precision (TREE_TYPE (@1)))
376                   || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
377                       && (tree_nonzero_bits (@0)
378                           & wi::mask (element_precision (TREE_TYPE (@1)) - 1,
379                                       true,
380                                       element_precision (type))) == 0)))))
381    (if (!VECTOR_TYPE_P (type)
382         && useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1))
383         && element_precision (TREE_TYPE (@3)) < element_precision (type))
384     (convert (rshift @3 @2))
385     (rshift @0 @2))))
387 /* Preserve explicit divisions by 0: the C++ front-end wants to detect
388    undefined behavior in constexpr evaluation, and assuming that the division
389    traps enables better optimizations than these anyway.  */
390 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
391  /* 0 / X is always zero.  */
392  (simplify
393   (div integer_zerop@0 @1)
394   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
395   (if (!integer_zerop (@1))
396    @0))
397  /* X / -1 is -X.  */
398  (simplify
399   (div @0 integer_minus_onep@1)
400   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
401    (negate @0)))
402  /* X / bool_range_Y is X.  */ 
403  (simplify
404   (div @0 SSA_NAME@1)
405   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
406        && ssa_name_has_boolean_range (@1)
407        && !flag_non_call_exceptions)
408    @0))
409  /* X / X is one.  */
410  (simplify
411   (div @0 @0)
412   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.
413      And not for _Fract types where we can't build 1.  */
414   (if (!ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type))
415        && !integer_zerop (@0)
416        && (!flag_non_call_exceptions || tree_expr_nonzero_p (@0)))
417    { build_one_cst (type); }))
418  /* X / abs (X) is X < 0 ? -1 : 1.  */
419  (simplify
420    (div:C @0 (abs @0))
421    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
422         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
423         && !integer_zerop (@0)
424         && (!flag_non_call_exceptions || tree_expr_nonzero_p (@0)))
425     (cond (lt @0 { build_zero_cst (type); })
426           { build_minus_one_cst (type); } { build_one_cst (type); })))
427  /* X / -X is -1.  */
428  (simplify
429    (div:C @0 (negate @0))
430    (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
431         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
432         && !integer_zerop (@0)
433         && (!flag_non_call_exceptions || tree_expr_nonzero_p (@0)))
434     { build_minus_one_cst (type); })))
436 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
437    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  Similarly
438    for MOD instead of DIV.  */
439 (for floor_divmod (floor_div floor_mod)
440      trunc_divmod (trunc_div trunc_mod)
441  (simplify
442   (floor_divmod @0 @1)
443   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
444        && TYPE_UNSIGNED (type))
445    (trunc_divmod @0 @1))))
447 /* 1 / X -> X == 1 for unsigned integer X.
448    1 / X -> X >= -1 && X <= 1 ? X : 0 for signed integer X.
449    But not for 1 / 0 so that we can get proper warnings and errors,
450    and not for 1-bit integers as they are edge cases better handled
451    elsewhere.  */
452 (simplify
453  (trunc_div integer_onep@0 @1)
454  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
455       && TYPE_PRECISION (type) > 1
456       && !integer_zerop (@1)
457       && (!flag_non_call_exceptions || tree_expr_nonzero_p (@1)))
458   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
459    (convert (eq:boolean_type_node @1 { build_one_cst (type); }))
460    (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
461     (cond (le (plus (convert:utype @1) { build_one_cst (utype); })
462               { build_int_cst (utype, 2); })
463      @1 { build_zero_cst (type); })))))
465 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
466    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
467 (for div (trunc_div exact_div)
468  (simplify
469   (div (div@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
470   (with {
471     wi::overflow_type overflow;
472     wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
473                             TYPE_SIGN (type), &overflow);
474    }
475    (if (div == EXACT_DIV_EXPR
476         || optimize_successive_divisions_p (@2, @3))
477     (if (!overflow)
478      (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
479      (if (TYPE_UNSIGNED (type)
480           || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
481       { build_zero_cst (type); }))))))
483 /* Combine successive multiplications.  Similar to above, but handling
484    overflow is different.  */
485 (simplify
486  (mult (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
487  (with {
488    wi::overflow_type overflow;
489    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
490                            TYPE_SIGN (type), &overflow);
491   }
492   /* Skip folding on overflow: the only special case is @1 * @2 == -INT_MIN,
493      otherwise undefined overflow implies that @0 must be zero.  */
494   (if (!overflow || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
495    (mult @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))))
497 /* Similar to above, but there could be an extra add/sub between
498    successive multuiplications.  */
499 (simplify
500  (mult (plus:s (mult:s@4 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
501  (with {
502    bool overflowed = true;
503    wi::overflow_type ovf1, ovf2;
504    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@3),
505                            TYPE_SIGN (type), &ovf1);
506    wide_int add = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@3),
507                            TYPE_SIGN (type), &ovf2);
508   if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
509     {
510 #if GIMPLE
511       value_range vr0;
512       if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE
513           && get_global_range_query ()->range_of_expr (vr0, @4)
514           && vr0.kind () == VR_RANGE)
515         {
516           wide_int wmin0 = vr0.lower_bound ();
517           wide_int wmax0 = vr0.upper_bound ();
518           wmin0 = wi::mul (wmin0, wi::to_wide (@3), TYPE_SIGN (type), &ovf1);
519           wmax0 = wi::mul (wmax0, wi::to_wide (@3), TYPE_SIGN (type), &ovf2);
520           if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE)
521             {
522               wi::add (wmin0, add, TYPE_SIGN (type), &ovf1);
523               wi::add (wmax0, add, TYPE_SIGN (type), &ovf2);
524               if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE)
525                 overflowed = false;
526             }
527         }
528 #endif
529     }
530   else
531    overflowed = false;
533   /* Skip folding on overflow.  */
534   (if (!overflowed)
535    (plus (mult @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
536          { wide_int_to_tree (type, add); }))))
538 /* Similar to above, but a multiplication between successive additions.  */
539 (simplify
540  (plus (mult:s (plus:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
541  (with {
542    bool overflowed = true;
543    wi::overflow_type ovf1;
544    wi::overflow_type ovf2;
545    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
546                            TYPE_SIGN (type), &ovf1);
547    wide_int add = wi::add (mul, wi::to_wide (@3),
548                            TYPE_SIGN (type), &ovf2);
549   if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
550     {
551 #if GIMPLE
552       value_range vr0;
553       if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE
554           && get_global_range_query ()->range_of_expr (vr0, @0)
555           && vr0.kind () == VR_RANGE)
556         {
557           wide_int wmin0 = vr0.lower_bound ();
558           wide_int wmax0 = vr0.upper_bound ();
559           wmin0 = wi::mul (wmin0, wi::to_wide (@2), TYPE_SIGN (type), &ovf1);
560           wmax0 = wi::mul (wmax0, wi::to_wide (@2), TYPE_SIGN (type), &ovf2);
561           if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE)
562             {
563               wi::add (wmin0, mul, TYPE_SIGN (type), &ovf1);
564               wi::add (wmax0, mul, TYPE_SIGN (type), &ovf2);
565               if (ovf1 == wi::OVF_NONE && ovf2 == wi::OVF_NONE)
566                 overflowed = false;
567             }
568         }
569 #endif
570     }
571   else
572    overflowed = false;
574   /* Skip folding on overflow.  */
575   (if (!overflowed)
576    (plus (mult @0 @2) { wide_int_to_tree (type, add); }))))
578 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
579    NaNs or Infinities.  */
580 (simplify
581  (rdiv @0 @0)
582  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
583       && ! HONOR_NANS (type)
584       && ! HONOR_INFINITIES (type))
585   { build_one_cst (type); }))
587 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
588    NaNs or Infinities.  */
589 (simplify
590  (rdiv:C @0 (negate @0))
591  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
592       && ! HONOR_NANS (type)
593       && ! HONOR_INFINITIES (type))
594   { build_minus_one_cst (type); }))
596 /* PR71078: x / abs(x) -> copysign (1.0, x) */
597 (simplify
598  (rdiv:C (convert? @0) (convert? (abs @0)))
599   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
600        && ! HONOR_NANS (type)
601        && ! HONOR_INFINITIES (type))
602    (switch
603     (if (types_match (type, float_type_node))
604      (BUILT_IN_COPYSIGNF { build_one_cst (type); } (convert @0)))
605     (if (types_match (type, double_type_node))
606      (BUILT_IN_COPYSIGN { build_one_cst (type); } (convert @0)))
607     (if (types_match (type, long_double_type_node))
608      (BUILT_IN_COPYSIGNL { build_one_cst (type); } (convert @0))))))
610 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
611 (simplify
612  (rdiv @0 real_onep)
613  (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
614   (non_lvalue @0)))
616 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
617 (simplify
618  (rdiv @0 real_minus_onep)
619  (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
620   (negate @0)))
622 (if (flag_reciprocal_math)
623  /* Convert (A/B)/C to A/(B*C). */
624  (simplify
625   (rdiv (rdiv:s @0 @1) @2)
626   (rdiv @0 (mult @1 @2)))
628  /* Canonicalize x / (C1 * y) to (x * C2) / y.  */
629  (simplify
630   (rdiv @0 (mult:s @1 REAL_CST@2))
631   (with
632    { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @2); }
633    (if (tem)
634     (rdiv (mult @0 { tem; } ) @1))))
636  /* Convert A/(B/C) to (A/B)*C  */
637  (simplify
638   (rdiv @0 (rdiv:s @1 @2))
639    (mult (rdiv @0 @1) @2)))
641 /* Simplify x / (- y) to -x / y.  */
642 (simplify
643  (rdiv @0 (negate @1))
644  (rdiv (negate @0) @1))
646 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
647  /* Simplify (C / x op 0.0) to x op 0.0 for C != 0, C != Inf/Nan.
648     Since C / x may underflow to zero, do this only for unsafe math.  */
649  (for op (lt le gt ge)
650       neg_op (gt ge lt le)
651   (simplify
652    (op (rdiv REAL_CST@0 @1) real_zerop@2)
653    (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@1) && !HONOR_INFINITIES (@1))
654     (switch
655      (if (real_less (&dconst0, TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
656       (op @1 @2))
657      /* For C < 0, use the inverted operator.  */
658      (if (real_less (TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0))
659       (neg_op @1 @2)))))))
661 /* Optimize (X & (-A)) / A where A is a power of 2, to X >> log2(A) */
662 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
663  (simplify
664   (div (convert? (bit_and @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
665   (if (integer_pow2p (@2)
666        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
667        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
668        && wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@1) == 0)
669    (rshift (convert @0)
670            { build_int_cst (integer_type_node,
671                             wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))); }))))
673 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
674    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
675    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
676    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
677    tell if it is or not in a portable manner.  */
678 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
679  (simplify
680   (rdiv @0 cst@1)
681   (if (optimize)
682    (if (flag_reciprocal_math
683         && !real_zerop (@1))
684     (with
685      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
686      (if (tem)
687       (mult @0 { tem; } )))
688     (if (cst != COMPLEX_CST)
689      (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
690       (if (inverse)
691        (mult @0 { inverse; } ))))))))
693 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
694  /* 0 % X is always zero.  */
695  (simplify
696   (mod integer_zerop@0 @1)
697   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
698   (if (!integer_zerop (@1))
699    @0))
700  /* X % 1 is always zero.  */
701  (simplify
702   (mod @0 integer_onep)
703   { build_zero_cst (type); })
704  /* X % -1 is zero.  */
705  (simplify
706   (mod @0 integer_minus_onep@1)
707   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
708    { build_zero_cst (type); }))
709  /* X % X is zero.  */
710  (simplify
711   (mod @0 @0)
712   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
713   (if (!integer_zerop (@0))
714    { build_zero_cst (type); }))
715  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
716  (simplify
717   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
718   @2)
719  /* From extract_muldiv_1: (X * C1) % C2 is zero if C1 is a multiple of C2.  */
720  (simplify
721   (mod (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
722   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
723        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
724        && wi::multiple_of_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
725                              TYPE_SIGN (type)))
726    { build_zero_cst (type); }))
727  /* For (X % C) == 0, if X is signed and C is power of 2, use unsigned
728     modulo and comparison, since it is simpler and equivalent.  */
729  (for cmp (eq ne)
730   (simplify
731    (cmp (mod @0 integer_pow2p@2) integer_zerop@1)
732    (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
733     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
734      (cmp (mod (convert:utype @0) (convert:utype @2)) (convert:utype @1)))))))
736 /* X % -C is the same as X % C.  */
737 (simplify
738  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
739   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
740        && !TREE_OVERFLOW (@1)
741        && wi::neg_p (wi::to_wide (@1))
742        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
743        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
744        && !sign_bit_p (@1, @1))
745    (trunc_mod @0 (negate @1))))
747 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
748 (simplify
749  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
750  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
751       && !TYPE_UNSIGNED (type)
752       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
753       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
754       /* Avoid this transformation if X might be INT_MIN or
755          Y might be -1, because we would then change valid
756          INT_MIN % -(-1) into invalid INT_MIN % -1.  */
757       && (expr_not_equal_to (@0, wi::to_wide (TYPE_MIN_VALUE (type)))
758           || expr_not_equal_to (@1, wi::minus_one (TYPE_PRECISION
759                                                         (TREE_TYPE (@1))))))
760   (trunc_mod @0 (convert @1))))
762 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
763 (simplify
764  (minus (convert1? @0) (convert2? (mult:c (trunc_div @@0 @@1) @1)))
765  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
766   (convert (trunc_mod @0 @1))))
768 /* x * (1 + y / x) - y -> x - y % x */
769 (simplify
770  (minus (mult:cs @0 (plus:s (trunc_div:s @1 @0) integer_onep)) @1)
771  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
772   (minus @0 (trunc_mod @1 @0))))
774 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
775    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
776    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
777    to A & ((C << N) - 1).
778    Also optimize "A shift (B % C)", if C is a power of 2, to
779    "A shift (B & (C - 1))".  SHIFT operation include "<<" and ">>"
780    and assume (B % C) is nonnegative as shifts negative values would
781    be UB.  */
782 (match (power_of_two_cand @1)
783  INTEGER_CST@1)
784 (match (power_of_two_cand @1)
785  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
786 (for mod (trunc_mod floor_mod)
787  (for shift (lshift rshift)
788   (simplify
789    (shift @0 (mod @1 (power_of_two_cand@2 @3)))
790    (if (integer_pow2p (@3) && tree_int_cst_sgn (@3) > 0)
791     (shift @0 (bit_and @1 (minus @2 { build_int_cst (TREE_TYPE (@2),
792                                                       1); }))))))
793  (simplify
794   (mod @0 (convert? (power_of_two_cand@1 @2)))
795   (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
796        /* Allow any integral conversions of the divisor, except
797           conversion from narrower signed to wider unsigned type
798           where if @1 would be negative power of two, the divisor
799           would not be a power of two.  */
800        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
801        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
802        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
803            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
804            || !TYPE_UNSIGNED (type))
805        && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
806    (with { tree utype = TREE_TYPE (@1);
807            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (utype))
808              utype = unsigned_type_for (utype); }
809     (bit_and @0 (convert (minus (convert:utype @1)
810                                 { build_one_cst (utype); })))))))
812 /* Simplify (unsigned t * 2)/2 -> unsigned t & 0x7FFFFFFF.  */
813 (simplify
814  (trunc_div (mult @0 integer_pow2p@1) @1)
815  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
816   (bit_and @0 { wide_int_to_tree
817                 (type, wi::mask (TYPE_PRECISION (type)
818                                  - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)),
819                                  false, TYPE_PRECISION (type))); })))
821 /* Simplify (unsigned t / 2) * 2 -> unsigned t & ~1.  */
822 (simplify
823  (mult (trunc_div @0 integer_pow2p@1) @1)
824  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
825   (bit_and @0 (negate @1))))
827 /* Simplify (t * 2) / 2) -> t.  */
828 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
829  (simplify
830   (div (mult:c @0 @1) @1)
831   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type))
832    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
833     @0
834 #if GIMPLE
835     (with
836      {
837        bool overflowed = true;
838        value_range vr0, vr1;
839        if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
840            && get_global_range_query ()->range_of_expr (vr0, @0)
841            && get_global_range_query ()->range_of_expr (vr1, @1)
842            && vr0.kind () == VR_RANGE
843            && vr1.kind () == VR_RANGE)
844          {
845            wide_int wmin0 = vr0.lower_bound ();
846            wide_int wmax0 = vr0.upper_bound ();
847            wide_int wmin1 = vr1.lower_bound ();
848            wide_int wmax1 = vr1.upper_bound ();
849            /* If the multiplication can't overflow/wrap around, then
850               it can be optimized too.  */
851            wi::overflow_type min_ovf, max_ovf;
852            wi::mul (wmin0, wmin1, TYPE_SIGN (type), &min_ovf);
853            wi::mul (wmax0, wmax1, TYPE_SIGN (type), &max_ovf);
854            if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
855              {
856                wi::mul (wmin0, wmax1, TYPE_SIGN (type), &min_ovf);
857                wi::mul (wmax0, wmin1, TYPE_SIGN (type), &max_ovf);
858                if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
859                  overflowed = false;
860              }
861          }
862      }
863     (if (!overflowed)
864      @0))
865 #endif
866    ))))
868 (for op (negate abs)
869  /* Simplify cos(-x) and cos(|x|) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
870  (for coss (COS COSH)
871   (simplify
872    (coss (op @0))
873     (coss @0)))
874  /* Simplify pow(-x, y) and pow(|x|,y) -> pow(x,y) if y is an even integer.  */
875  (for pows (POW)
876   (simplify
877    (pows (op @0) REAL_CST@1)
878    (with { HOST_WIDE_INT n; }
879     (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
880      (pows @0 @1)))))
881  /* Likewise for powi.  */
882  (for pows (POWI)
883   (simplify
884    (pows (op @0) INTEGER_CST@1)
885    (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
886     (pows @0 @1))))
887  /* Strip negate and abs from both operands of hypot.  */
888  (for hypots (HYPOT)
889   (simplify
890    (hypots (op @0) @1)
891    (hypots @0 @1))
892   (simplify
893    (hypots @0 (op @1))
894    (hypots @0 @1)))
895  /* copysign(-x, y) and copysign(abs(x), y) -> copysign(x, y).  */
896  (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
897   (simplify
898    (copysigns (op @0) @1)
899    (copysigns @0 @1))))
901 /* abs(x)*abs(x) -> x*x.  Should be valid for all types.  */
902 (simplify
903  (mult (abs@1 @0) @1)
904  (mult @0 @0))
906 /* Convert absu(x)*absu(x) -> x*x.  */
907 (simplify
908  (mult (absu@1 @0) @1)
909  (mult (convert@2 @0) @2))
911 /* cos(copysign(x, y)) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
912 (for coss (COS COSH)
913      copysigns (COPYSIGN)
914  (simplify
915   (coss (copysigns @0 @1))
916    (coss @0)))
918 /* pow(copysign(x, y), z) -> pow(x, z) if z is an even integer.  */
919 (for pows (POW)
920      copysigns (COPYSIGN)
921  (simplify
922   (pows (copysigns @0 @2) REAL_CST@1)
923   (with { HOST_WIDE_INT n; }
924    (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
925     (pows @0 @1)))))
926 /* Likewise for powi.  */
927 (for pows (POWI)
928      copysigns (COPYSIGN)
929  (simplify
930   (pows (copysigns @0 @2) INTEGER_CST@1)
931   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
932    (pows @0 @1))))
934 (for hypots (HYPOT)
935      copysigns (COPYSIGN)
936  /* hypot(copysign(x, y), z) -> hypot(x, z).  */
937  (simplify
938   (hypots (copysigns @0 @1) @2)
939   (hypots @0 @2))
940  /* hypot(x, copysign(y, z)) -> hypot(x, y).  */
941  (simplify
942   (hypots @0 (copysigns @1 @2))
943   (hypots @0 @1)))
945 /* copysign(x, CST) -> [-]abs (x).  */
946 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
947  (simplify
948   (copysigns @0 REAL_CST@1)
949   (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
950    (negate (abs @0))
951    (abs @0))))
953 /* copysign(copysign(x, y), z) -> copysign(x, z).  */
954 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
955  (simplify
956   (copysigns (copysigns @0 @1) @2)
957   (copysigns @0 @2)))
959 /* copysign(x,y)*copysign(x,y) -> x*x.  */
960 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
961  (simplify
962   (mult (copysigns@2 @0 @1) @2)
963   (mult @0 @0)))
965 /* ccos(-x) -> ccos(x).  Similarly for ccosh.  */
966 (for ccoss (CCOS CCOSH)
967  (simplify
968   (ccoss (negate @0))
969    (ccoss @0)))
971 /* cabs(-x) and cos(conj(x)) -> cabs(x).  */
972 (for ops (conj negate)
973  (for cabss (CABS)
974   (simplify
975    (cabss (ops @0))
976    (cabss @0))))
978 /* Fold (a * (1 << b)) into (a << b)  */
979 (simplify
980  (mult:c @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
981   (if (! FLOAT_TYPE_P (type)
982        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
983    (lshift @0 @2)))
985 /* Shifts by constants distribute over several binary operations,
986    hence (X << C) + (Y << C) can be simplified to (X + Y) << C.  */
987 (for op (plus minus)
988   (simplify
989     (op (lshift:s @0 @1) (lshift:s @2 @1))
990     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
991          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
992          && !TYPE_SATURATING (type))
993       (lshift (op @0 @2) @1))))
995 (for op (bit_and bit_ior bit_xor)
996   (simplify
997     (op (lshift:s @0 @1) (lshift:s @2 @1))
998     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
999       (lshift (op @0 @2) @1)))
1000   (simplify
1001     (op (rshift:s @0 @1) (rshift:s @2 @1))
1002     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
1003       (rshift (op @0 @2) @1))))
1005 /* Fold (1 << (C - x)) where C = precision(type) - 1
1006    into ((1 << C) >> x). */
1007 (simplify
1008  (lshift integer_onep@0 (minus@1 INTEGER_CST@2 @3))
1009   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1010        && wi::eq_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (type) - 1)
1011        && single_use (@1))
1012    (if (TYPE_UNSIGNED (type))
1013      (rshift (lshift @0 @2) @3)
1014    (with
1015     { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1016     (convert (rshift (lshift (convert:utype @0) @2) @3))))))
1018 /* Fold ((type)(a<0)) << SIGNBITOFA into ((type)a) & signbit. */
1019 (simplify
1020  (lshift (convert (lt @0 integer_zerop@1)) INTEGER_CST@2)
1021  (if (TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == SIGNED
1022       && wi::eq_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) - 1))
1023   (with { wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (type)); }
1024    (bit_and (convert @0)
1025             { wide_int_to_tree (type,
1026                                 wi::lshift (wone, wi::to_wide (@2))); }))))
1028 /* Fold (-x >> C) into -(x > 0) where C = precision(type) - 1.  */
1029 (for cst (INTEGER_CST VECTOR_CST)
1030  (simplify
1031   (rshift (negate:s @0) cst@1)
1032    (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
1033         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
1034     (with { tree stype = TREE_TYPE (@1);
1035             tree bt = truth_type_for (type);
1036             tree zeros = build_zero_cst (type);
1037             tree cst = NULL_TREE; }
1038      (switch
1039       /* Handle scalar case.  */
1040       (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1041            /* If we apply the rule to the scalar type before vectorization
1042               we will enforce the result of the comparison being a bool
1043               which will require an extra AND on the result that will be
1044               indistinguishable from when the user did actually want 0
1045               or 1 as the result so it can't be removed.  */
1046            && canonicalize_math_after_vectorization_p ()
1047            && wi::eq_p (wi::to_wide (@1), TYPE_PRECISION (type) - 1))
1048        (negate (convert (gt @0 { zeros; }))))
1049       /* Handle vector case.  */
1050       (if (VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type)
1051            /* First check whether the target has the same mode for vector
1052               comparison results as it's operands do.  */
1053            && TYPE_MODE (bt) == TYPE_MODE (type)
1054            /* Then check to see if the target is able to expand the comparison
1055               with the given type later on, otherwise we may ICE.  */
1056            && expand_vec_cmp_expr_p (type, bt, GT_EXPR)
1057            && (cst = uniform_integer_cst_p (@1)) != NULL
1058            && wi::eq_p (wi::to_wide (cst), element_precision (type) - 1))
1059        (view_convert (gt:bt @0 { zeros; }))))))))
1061 /* Fold (C1/X)*C2 into (C1*C2)/X.  */
1062 (simplify
1063  (mult (rdiv@3 REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
1064   (if (flag_associative_math
1065        && single_use (@3))
1066    (with
1067     { tree tem = const_binop (MULT_EXPR, type, @0, @2); }
1068     (if (tem)
1069      (rdiv { tem; } @1)))))
1071 /* Simplify ~X & X as zero.  */
1072 (simplify
1073  (bit_and:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
1074   { build_zero_cst (type); })
1076 /* PR71636: Transform x & ((1U << b) - 1) -> x & ~(~0U << b);  */
1077 (simplify
1078   (bit_and:c @0 (plus:s (lshift:s integer_onep @1) integer_minus_onep))
1079   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
1080     (bit_and @0 (bit_not (lshift { build_all_ones_cst (type); } @1)))))
1082 (for bitop (bit_and bit_ior)
1083      cmp (eq ne)
1084  /* PR35691: Transform
1085     (x == 0 & y == 0) -> (x | typeof(x)(y)) == 0.
1086     (x != 0 | y != 0) -> (x | typeof(x)(y)) != 0.  */
1087  (simplify
1088   (bitop (cmp @0 integer_zerop@2) (cmp @1 integer_zerop))
1089    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1090         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1091         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
1092     (cmp (bit_ior @0 (convert @1)) @2)))
1093  /* Transform:
1094     (x == -1 & y == -1) -> (x & typeof(x)(y)) == -1.
1095     (x != -1 | y != -1) -> (x & typeof(x)(y)) != -1.  */
1096  (simplify
1097   (bitop (cmp @0 integer_all_onesp@2) (cmp @1 integer_all_onesp))
1098    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1099         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1100         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
1101     (cmp (bit_and @0 (convert @1)) @2))))
1103 /* Fold (A & ~B) - (A & B) into (A ^ B) - B.  */
1104 (simplify
1105  (minus (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_and:cs @0 @1))
1106   (minus (bit_xor @0 @1) @1))
1107 (simplify
1108  (minus (bit_and:s @0 INTEGER_CST@2) (bit_and:s @0 INTEGER_CST@1))
1109  (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
1110   (minus (bit_xor @0 @1) @1)))
1112 /* Fold (A & B) - (A & ~B) into B - (A ^ B).  */
1113 (simplify
1114  (minus (bit_and:cs @0 @1) (bit_and:cs @0 (bit_not @1)))
1115   (minus @1 (bit_xor @0 @1)))
1117 /* Simplify (X & ~Y) |^+ (~X & Y) -> X ^ Y.  */
1118 (for op (bit_ior bit_xor plus)
1119  (simplify
1120   (op (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_and:c (bit_not @0) @1))
1121    (bit_xor @0 @1))
1122  (simplify
1123   (op:c (bit_and @0 INTEGER_CST@2) (bit_and (bit_not @0) INTEGER_CST@1))
1124   (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
1125    (bit_xor @0 @1))))
1127 /* PR53979: Transform ((a ^ b) | a) -> (a | b) */
1128 (simplify
1129   (bit_ior:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
1130   (bit_ior @0 @1))
1132 /* (a & ~b) | (a ^ b)  -->  a ^ b  */
1133 (simplify
1134  (bit_ior:c (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_xor:c@2 @0 @1))
1135  @2)
1137 /* (a & ~b) ^ ~a  -->  ~(a & b)  */
1138 (simplify
1139  (bit_xor:c (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_not @0))
1140  (bit_not (bit_and @0 @1)))
1142 /* (~a & b) ^ a  -->   (a | b)   */
1143 (simplify
1144  (bit_xor:c (bit_and:cs (bit_not @0) @1) @0)
1145  (bit_ior @0 @1))
1147 /* (a | b) & ~(a ^ b)  -->  a & b  */
1148 (simplify
1149  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_xor:c @0 @1)))
1150  (bit_and @0 @1))
1152 /* a | ~(a ^ b)  -->  a | ~b  */
1153 (simplify
1154  (bit_ior:c @0 (bit_not:s (bit_xor:c @0 @1)))
1155  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
1157 /* (a | b) | (a &^ b)  -->  a | b  */
1158 (for op (bit_and bit_xor)
1159  (simplify
1160   (bit_ior:c (bit_ior@2 @0 @1) (op:c @0 @1))
1161   @2))
1163 /* (a & b) | ~(a ^ b)  -->  ~(a ^ b)  */
1164 (simplify
1165  (bit_ior:c (bit_and:c @0 @1) (bit_not@2 (bit_xor @0 @1)))
1166  @2)
1168 /* ~(~a & b)  -->  a | ~b  */
1169 (simplify
1170  (bit_not (bit_and:cs (bit_not @0) @1))
1171  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
1173 /* ~(~a | b) --> a & ~b */
1174 (simplify
1175  (bit_not (bit_ior:cs (bit_not @0) @1))
1176  (bit_and @0 (bit_not @1)))
1178 /* (a ^ b) & ((b ^ c) ^ a) --> (a ^ b) & ~c */
1179 (simplify
1180  (bit_and:c (bit_xor:c@3 @0 @1) (bit_xor:cs (bit_xor:cs @1 @2) @0))
1181  (bit_and @3 (bit_not @2)))
1183 /* (a ^ b) | ((b ^ c) ^ a) --> (a ^ b) | c */
1184 (simplify
1185  (bit_ior:c (bit_xor:c@3 @0 @1) (bit_xor:c (bit_xor:c @1 @2) @0))
1186  (bit_ior @3 @2))
1188 /* (~X | C) ^ D -> (X | C) ^ (~D ^ C) if (~D ^ C) can be simplified.  */
1189 (simplify
1190  (bit_xor:c (bit_ior:cs (bit_not:s @0) @1) @2)
1191   (bit_xor (bit_ior @0 @1) (bit_xor! (bit_not! @2) @1)))
1193 /* (~X & C) ^ D -> (X & C) ^ (D ^ C) if (D ^ C) can be simplified.  */
1194 (simplify
1195  (bit_xor:c (bit_and:cs (bit_not:s @0) @1) @2)
1196   (bit_xor (bit_and @0 @1) (bit_xor! @2 @1)))
1198 /* Simplify (~X & Y) to X ^ Y if we know that (X & ~Y) is 0.  */
1199 (simplify
1200  (bit_and (bit_not SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
1201  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1202       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
1203   (bit_xor @0 @1)))
1205 /* For constants M and N, if M == (1LL << cst) - 1 && (N & M) == M,
1206    ((A & N) + B) & M -> (A + B) & M
1207    Similarly if (N & M) == 0,
1208    ((A | N) + B) & M -> (A + B) & M
1209    and for - instead of + (or unary - instead of +)
1210    and/or ^ instead of |.
1211    If B is constant and (B & M) == 0, fold into A & M.  */
1212 (for op (plus minus)
1213  (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1214   (simplify
1215    (bit_and (op:s (bitop:s@0 @3 INTEGER_CST@4) @1) INTEGER_CST@2)
1216     (with
1217      { tree pmop[2];
1218        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, bitop,
1219                                        @3, @4, @1, ERROR_MARK, NULL_TREE,
1220                                        NULL_TREE, pmop); }
1221      (if (utype)
1222       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
1223                             (convert:utype { pmop[1]; }))
1224                         (convert:utype @2))))))
1225   (simplify
1226    (bit_and (op:s @0 (bitop:s@1 @3 INTEGER_CST@4)) INTEGER_CST@2)
1227     (with
1228      { tree pmop[2];
1229        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
1230                                        NULL_TREE, NULL_TREE, @1, bitop, @3,
1231                                        @4, pmop); }
1232      (if (utype)
1233       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
1234                             (convert:utype { pmop[1]; }))
1235                         (convert:utype @2)))))))
1236  (simplify
1237   (bit_and (op:s @0 @1) INTEGER_CST@2)
1238    (with
1239     { tree pmop[2];
1240       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
1241                                       NULL_TREE, NULL_TREE, @1, ERROR_MARK,
1242                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
1243     (if (utype)
1244      (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
1245                            (convert:utype { pmop[1]; }))
1246                        (convert:utype @2)))))))
1247 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1248  (simplify
1249   (bit_and (negate:s (bitop:s@0 @2 INTEGER_CST@3)) INTEGER_CST@1)
1250    (with
1251     { tree pmop[2];
1252       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @1, NEGATE_EXPR, @0,
1253                                       bitop, @2, @3, NULL_TREE, ERROR_MARK,
1254                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
1255     (if (utype)
1256      (convert (bit_and (negate (convert:utype { pmop[0]; }))
1257                        (convert:utype @1)))))))
1259 /* X % Y is smaller than Y.  */
1260 (for cmp (lt ge)
1261  (simplify
1262   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
1263   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1264    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
1265 (for cmp (gt le)
1266  (simplify
1267   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
1268   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1269    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
1271 /* x | ~0 -> ~0  */
1272 (simplify
1273  (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
1274  @1)
1276 /* x | 0 -> x  */
1277 (simplify
1278  (bit_ior @0 integer_zerop)
1279  @0)
1281 /* x & 0 -> 0  */
1282 (simplify
1283  (bit_and @0 integer_zerop@1)
1284  @1)
1286 /* ~x | x -> -1 */
1287 /* ~x ^ x -> -1 */
1288 (for op (bit_ior bit_xor)
1289  (simplify
1290   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
1291   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1293 /* x ^ x -> 0 */
1294 (simplify
1295   (bit_xor @0 @0)
1296   { build_zero_cst (type); })
1298 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
1299 (simplify
1300   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
1301   (bit_not @0))
1303 /* x & ~0 -> x  */
1304 (simplify
1305  (bit_and @0 integer_all_onesp)
1306   (non_lvalue @0))
1308 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
1309 (for bitop (bit_and bit_ior)
1310  (simplify
1311   (bitop @0 @0)
1312   (non_lvalue @0)))
1314 /* x & C -> x if we know that x & ~C == 0.  */
1315 #if GIMPLE
1316 (simplify
1317  (bit_and SSA_NAME@0 INTEGER_CST@1)
1318  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1319       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
1320   @0))
1321 #endif
1323 /* ~(~X - Y) -> X + Y and ~(~X + Y) -> X - Y.  */
1324 (simplify
1325  (bit_not (minus (bit_not @0) @1))
1326  (plus @0 @1))
1327 (simplify
1328  (bit_not (plus:c (bit_not @0) @1))
1329  (minus @0 @1))
1330 /* (~X - ~Y) -> Y - X.  */
1331 (simplify
1332  (minus (bit_not @0) (bit_not @1))
1333   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1334    (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1335     (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @0))))))
1337 /* ~(X - Y) -> ~X + Y.  */
1338 (simplify
1339  (bit_not (minus:s @0 @1))
1340  (plus (bit_not @0) @1))
1341 (simplify
1342  (bit_not (plus:s @0 INTEGER_CST@1))
1343  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1344        && TYPE_UNSIGNED (type))
1345       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1346           && may_negate_without_overflow_p (@1)))
1347   (plus (bit_not @0) { const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); })))
1349 #if GIMPLE
1350 /* ~X + Y -> (Y - X) - 1.  */
1351 (simplify
1352  (plus:c (bit_not @0) @1)
1353   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
1354        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
1355        /* -1 - X is folded to ~X, so we'd recurse endlessly.  */
1356        && !integer_all_onesp (@1))
1357    (plus (minus @1 @0) { build_minus_one_cst (type); })
1358    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1359         && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1360         && wi::to_wide (@1) != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type),
1361                                               SIGNED))
1362     (minus (plus @1 { build_minus_one_cst (type); }) @0))))
1363 #endif
1365 /* ~(X >> Y) -> ~X >> Y if ~X can be simplified.  */
1366 (simplify
1367  (bit_not (rshift:s @0 @1))
1368   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1369    (rshift (bit_not! @0) @1)
1370    /* For logical right shifts, this is possible only if @0 doesn't
1371       have MSB set and the logical right shift is changed into
1372       arithmetic shift.  */
1373    (if (!wi::neg_p (tree_nonzero_bits (@0)))
1374     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1375      (convert (rshift (bit_not! (convert:stype @0)) @1))))))
1377 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
1378 (simplify
1379  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
1380  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
1382 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
1383 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
1384 (for bitop (bit_and bit_ior)
1385  (simplify
1386   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
1387   (bitop @0 (bit_not @1))))
1389 /* (~x & y) | ~(x | y) -> ~x */
1390 (simplify
1391  (bit_ior:c (bit_and:c (bit_not@2 @0) @1) (bit_not (bit_ior:c @0 @1)))
1392  @2)
1394 /* (x | y) ^ (x | ~y) -> ~x */
1395 (simplify
1396  (bit_xor:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1397  (bit_not @0))
1399 /* (x & y) | ~(x | y) -> ~(x ^ y) */
1400 (simplify
1401  (bit_ior:c (bit_and:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1402  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1404 /* (~x | y) ^ (x ^ y) -> x | ~y */
1405 (simplify
1406  (bit_xor:c (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_xor:s @0 @1))
1407  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
1409 /* (x ^ y) | ~(x | y) -> ~(x & y) */
1410 (simplify
1411  (bit_ior:c (bit_xor:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1412  (bit_not (bit_and @0 @1)))
1414 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
1415 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
1416 (for bitop (bit_and bit_ior)
1417      rbitop (bit_ior bit_and)
1418  (simplify
1419   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
1420   (bitop @1 @2)))
1422 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
1423 (simplify
1424  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1425  (bit_xor @0 @1))
1427 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
1428 (simplify
1429  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1430  (bit_and @0 @1))
1432 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
1433 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
1434 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
1435 (for op (plus bit_ior bit_xor)
1436  (simplify
1437   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1438   (bit_ior @0 @1)))
1440 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
1441 (simplify
1442  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1443  (plus @0 @1))
1445 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
1446 (simplify
1447  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1448  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1449       && !TYPE_SATURATING (type))
1450   (bit_and @0 @1)))
1452 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
1453 (simplify
1454  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
1455  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1456       && !TYPE_SATURATING (type))
1457   (bit_ior @0 @1)))
1459 /* (x | y) - y -> (x & ~y) */
1460 (simplify
1461  (minus (bit_ior:cs @0 @1) @1)
1462  (bit_and @0 (bit_not @1)))
1464 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
1465 (simplify
1466  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1467  (bit_and @0 @1))
1469 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
1470 (simplify
1471  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
1472  (bit_xor @0 @1))
1474 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
1475 (simplify
1476  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
1477  (bit_xor @0 @1))
1479 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
1480 (simplify
1481  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
1482  (bit_and @0 @1))
1484 /* (~x | y) & (x | ~y) -> ~(x ^ y) */
1485 (simplify
1486  (bit_and (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_ior:cs @0 (bit_not @1)))
1487  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1489 /* (~x | y) ^ (x | ~y) -> x ^ y */
1490 (simplify
1491  (bit_xor (bit_ior:c (bit_not @0) @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1492  (bit_xor @0 @1))
1494 /* ((x & y) - (x | y)) - 1 -> ~(x ^ y) */
1495 (simplify
1496  (plus (nop_convert1? (minus@2 (nop_convert2? (bit_and:c @0 @1))
1497                               (nop_convert2? (bit_ior @0 @1))))
1498        integer_all_onesp)
1499  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1500       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1501       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1502       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1503  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1504 (simplify
1505  (minus (nop_convert1? (plus@2 (nop_convert2? (bit_and:c @0 @1))
1506                                integer_all_onesp))
1507        (nop_convert3? (bit_ior @0 @1)))
1508  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1509       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1510       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1511       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1512  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1513 (simplify
1514  (minus (nop_convert1? (bit_and @0 @1))
1515        (nop_convert2? (plus@2 (nop_convert3? (bit_ior:c @0 @1))
1516                                integer_onep)))
1517  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1518       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1519       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1520       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1521  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1523 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
1524    ~x | ~y -> ~(x & y) */
1525 (for op (bit_and bit_ior)
1526      rop (bit_ior bit_and)
1527  (simplify
1528   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1529   (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1530        && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1531    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
1533 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
1534    with a constant, and the two constants have no bits in common,
1535    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
1536    simplifications.  */
1537 (for op (bit_xor plus)
1538  (simplify
1539   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
1540       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
1541   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1542        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1543        && (wi::to_wide (@1) & wi::to_wide (@3)) == 0)
1544    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
1546 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
1547 (simplify
1548  (bit_xor:c (convert1? (bit_ior:c @@0 @1)) (convert2? @0))
1549  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1550   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
1552 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
1553 (simplify
1554  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1555  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1556       && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1557   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
1559 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
1560 (simplify
1561  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
1562  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1563   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
1565 /* Fold (X & Y) ^ Y and (X ^ Y) & Y as ~X & Y.  */
1566 (for opo (bit_and bit_xor)
1567      opi (bit_xor bit_and)
1568  (simplify
1569   (opo:c (opi:cs @0 @1) @1)
1570   (bit_and (bit_not @0) @1)))
1572 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
1573    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
1574    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
1575    constants are involved.  For example, convert
1576      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
1577    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
1578 (for op (bit_and bit_ior bit_xor)
1579      rop (bit_ior bit_and bit_and)
1580  (simplify
1581   (op (convert? (rop:c @@0 @1)) (convert? (rop:c @0 @2)))
1582   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1583        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1584    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
1586 /* Some simple reassociation for bit operations, also handled in reassoc.  */
1587 /* (X & Y) & Y -> X & Y
1588    (X | Y) | Y -> X | Y  */
1589 (for op (bit_and bit_ior)
1590  (simplify
1591   (op:c (convert1?@2 (op:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1592   @2))
1593 /* (X ^ Y) ^ Y -> X  */
1594 (simplify
1595  (bit_xor:c (convert1? (bit_xor:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1596  (convert @0))
1597 /* (X & Y) & (X & Z) -> (X & Y) & Z
1598    (X | Y) | (X | Z) -> (X | Y) | Z  */
1599 (for op (bit_and bit_ior)
1600  (simplify
1601   (op (convert1?@3 (op:c@4 @0 @1)) (convert2?@5 (op:c@6 @0 @2)))
1602   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1603        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1604    (if (single_use (@5) && single_use (@6))
1605     (op @3 (convert @2))
1606     (if (single_use (@3) && single_use (@4))
1607      (op (convert @1) @5))))))
1608 /* (X ^ Y) ^ (X ^ Z) -> Y ^ Z  */
1609 (simplify
1610  (bit_xor (convert1? (bit_xor:c @0 @1)) (convert2? (bit_xor:c @0 @2)))
1611  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1612       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1613   (bit_xor (convert @1) (convert @2))))
1615 /* Convert abs (abs (X)) into abs (X).
1616    also absu (absu (X)) into absu (X).  */
1617 (simplify
1618  (abs (abs@1 @0))
1619  @1)
1621 (simplify
1622  (absu (convert@2 (absu@1 @0)))
1623  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@1)))
1624   @1))
1626 /* Convert abs[u] (-X) -> abs[u] (X).  */
1627 (simplify
1628  (abs (negate @0))
1629  (abs @0))
1631 (simplify
1632  (absu (negate @0))
1633  (absu @0))
1635 /* Convert abs[u] (X)  where X is nonnegative -> (X).  */
1636 (simplify
1637  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
1638  @0)
1640 (simplify
1641  (absu tree_expr_nonnegative_p@0)
1642  (convert @0))
1644 /* Simplify (-(X < 0) | 1) * X into abs (X) or absu(X).  */
1645 (simplify
1646  (mult:c (nop_convert1?
1647           (bit_ior (nop_convert2? (negate (convert? (lt @0 integer_zerop))))
1648                     integer_onep))
1649          (nop_convert3? @0))
1650  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1651       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1652       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1653   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
1654    (absu @0)
1655    (abs @0)
1656   )
1660 /* A few cases of fold-const.cc negate_expr_p predicate.  */
1661 (match negate_expr_p
1662  INTEGER_CST
1663  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1664        && TYPE_UNSIGNED (type))
1665       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1666           && may_negate_without_overflow_p (t)))))
1667 (match negate_expr_p
1668  FIXED_CST)
1669 (match negate_expr_p
1670  (negate @0)
1671  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))))
1672 (match negate_expr_p
1673  REAL_CST
1674  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (t)))))
1675 /* VECTOR_CST handling of non-wrapping types would recurse in unsupported
1676    ways.  */
1677 (match negate_expr_p
1678  VECTOR_CST
1679  (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (type)) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))))
1680 (match negate_expr_p
1681  (minus @0 @1)
1682  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1683       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1684           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1685           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))))
1687 /* (-A) * (-B) -> A * B  */
1688 (simplify
1689  (mult:c (convert1? (negate @0)) (convert2? negate_expr_p@1))
1690   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1691        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1692    (mult (convert @0) (convert (negate @1)))))
1694 /* -(A + B) -> (-B) - A.  */
1695 (simplify
1696  (negate (plus:c @0 negate_expr_p@1))
1697  (if (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1698       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
1699   (minus (negate @1) @0)))
1701 /* -(A - B) -> B - A.  */
1702 (simplify
1703  (negate (minus @0 @1))
1704  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1705       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1706           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1707           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))
1708   (minus @1 @0)))
1709 (simplify
1710  (negate (pointer_diff @0 @1))
1711  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
1712   (pointer_diff @1 @0)))
1714 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  */
1715 (simplify
1716  (minus @0 negate_expr_p@1)
1717  (if (!FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1718  (plus @0 (negate @1))))
1720 /* Other simplifications of negation (c.f. fold_negate_expr_1).  */
1721 (simplify
1722  (negate (mult:c@0 @1 negate_expr_p@2))
1723  (if (! TYPE_UNSIGNED (type)
1724       && ! HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1725       && single_use (@0))
1726   (mult @1 (negate @2))))
1728 (simplify
1729  (negate (rdiv@0 @1 negate_expr_p@2))
1730  (if (! HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1731       && single_use (@0))
1732   (rdiv @1 (negate @2))))
1734 (simplify
1735  (negate (rdiv@0 negate_expr_p@1 @2))
1736  (if (! HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1737       && single_use (@0))
1738   (rdiv (negate @1) @2)))
1740 /* Fold -((int)x >> (prec - 1)) into (unsigned)x >> (prec - 1).  */
1741 (simplify
1742  (negate (convert? (rshift @0 INTEGER_CST@1)))
1743  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1744       && wi::to_wide (@1) == element_precision (type) - 1)
1745   (with { tree stype = TREE_TYPE (@0);
1746           tree ntype = TYPE_UNSIGNED (stype) ? signed_type_for (stype)
1747                                              : unsigned_type_for (stype); }
1748    (if (VECTOR_TYPE_P (type))
1749     (view_convert (rshift (view_convert:ntype @0) @1))
1750     (convert (rshift (convert:ntype @0) @1))))))
1752 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
1753    when profitable.
1754    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
1755    binary operation result instead of to the operands.  This allows
1756    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
1757    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
1758 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1759  (simplify
1760   (bitop (convert@2 @0) (convert?@3 @1))
1761   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1762          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1763          && (int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0))
1764              || tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type)))
1765         || types_match (@0, @1))
1766        && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1767        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != OFFSET_TYPE
1768        /* ???  This transform conflicts with fold-const.cc doing
1769           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
1770           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
1771           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
1772           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
1773        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
1774        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
1775               after hoisting the conversion the operation will be narrower.
1776               It is also a good if the conversion is a nop as moves the
1777               conversion to one side; allowing for combining of the conversions.  */
1778            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
1779            /* The conversion check for being a nop can only be done at the gimple
1780               level as fold_binary has some re-association code which can conflict
1781               with this if there is a "constant" which is not a full INTEGER_CST.  */
1782            || (GIMPLE && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (type))
1783            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
1784               mode.  */
1785            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
1786            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
1787               of its mode.  */
1788            || !type_has_mode_precision_p (type)
1789            /* In GIMPLE, getting rid of 2 conversions for one new results
1790               in smaller IL.  */
1791            || (GIMPLE
1792                && TREE_CODE (@1) != INTEGER_CST
1793                && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1794                && single_use (@2)
1795                && single_use (@3))))
1796    (convert (bitop @0 (convert @1)))))
1797  /* In GIMPLE, getting rid of 2 conversions for one new results
1798     in smaller IL.  */
1799  (simplify
1800   (convert (bitop:cs@2 (nop_convert:s @0) @1))
1801   (if (GIMPLE
1802        && TREE_CODE (@1) != INTEGER_CST
1803        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1804        && types_match (type, @0)
1805        && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1806        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != OFFSET_TYPE)
1807    (bitop @0 (convert @1)))))
1809 (for bitop (bit_and bit_ior)
1810      rbitop (bit_ior bit_and)
1811   /* (x | y) & x -> x */
1812   /* (x & y) | x -> x */
1813  (simplify
1814   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
1815   @0)
1816  /* (~x | y) & x -> x & y */
1817  /* (~x & y) | x -> x | y */
1818  (simplify
1819   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
1820   (bitop @0 @1)))
1822 /* ((x | y) & z) | x -> (z & y) | x */
1823 (simplify
1824   (bit_ior:c (bit_and:cs (bit_ior:cs @0 @1) @2) @0)
1825   (bit_ior (bit_and @2 @1) @0))
1827 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
1828 (simplify
1829   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1830   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
1832 /* Combine successive equal operations with constants.  */
1833 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1834  (simplify
1835   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1836   (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1837    /* This is the canonical form regardless of whether (bitop @1 @2) can be
1838       folded to a constant.  */
1839    (bitop @0 (bitop @1 @2))
1840    /* In this case we have three constants and (bitop @0 @1) doesn't fold
1841       to a constant.  This can happen if @0 or @1 is a POLY_INT_CST and if
1842       the values involved are such that the operation can't be decided at
1843       compile time.  Try folding one of @0 or @1 with @2 to see whether
1844       that combination can be decided at compile time.
1846       Keep the existing form if both folds fail, to avoid endless
1847       oscillation.  */
1848    (with { tree cst1 = const_binop (bitop, type, @0, @2); }
1849     (if (cst1)
1850      (bitop @1 { cst1; })
1851      (with { tree cst2 = const_binop (bitop, type, @1, @2); }
1852       (if (cst2)
1853        (bitop @0 { cst2; }))))))))
1855 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
1856    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
1857 (match truth_valued_p
1858  @0
1859  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
1860 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
1861  (match truth_valued_p
1862   (op @0 @1)))
1863 (match truth_valued_p
1864   (truth_not @0))
1866 (match (logical_inverted_value @0)
1867  (truth_not @0))
1868 (match (logical_inverted_value @0)
1869  (bit_not truth_valued_p@0))
1870 (match (logical_inverted_value @0)
1871  (eq @0 integer_zerop))
1872 (match (logical_inverted_value @0)
1873  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
1874 (match (logical_inverted_value @0)
1875  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
1877 /* X & !X -> 0.  */
1878 (simplify
1879  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
1880  { build_zero_cst (type); })
1881 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
1882 (for op (bit_ior bit_xor)
1883  (simplify
1884   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1885   { constant_boolean_node (true, type); }))
1886 /* X ==/!= !X is false/true.  */
1887 (for op (eq ne)
1888  (simplify
1889   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1890   { constant_boolean_node (op == NE_EXPR ? true : false, type); }))
1892 /* ~~x -> x */
1893 (simplify
1894   (bit_not (bit_not @0))
1895   @0)
1897 (match zero_one_valued_p
1898  @0
1899  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && tree_nonzero_bits (@0) == 1)))
1900 (match zero_one_valued_p
1901  truth_valued_p@0)
1903 /* Transform { 0 or 1 } * { 0 or 1 } into { 0 or 1 } & { 0 or 1 }.  */
1904 (simplify
1905  (mult zero_one_valued_p@0 zero_one_valued_p@1)
1906  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
1907   (bit_and @0 @1)))
1909 (for cmp (tcc_comparison)
1910      icmp (inverted_tcc_comparison)
1911  /* Fold (((a < b) & c) | ((a >= b) & d)) into (a < b ? c : d) & 1.  */
1912  (simplify
1913   (bit_ior
1914    (bit_and:c (convert? (cmp@0  @01 @02)) @3)
1915    (bit_and:c (convert? (icmp@4 @01 @02)) @5))
1916     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1917          /* The scalar version has to be canonicalized after vectorization
1918             because it makes unconditional loads conditional ones, which
1919             means we lose vectorization because the loads may trap.  */
1920          && canonicalize_math_after_vectorization_p ())
1921      (bit_and (cond @0 @3 @5) { build_one_cst (type); })))
1923  /* Fold ((-(a < b) & c) | (-(a >= b) & d)) into a < b ? c : d.  This is
1924     canonicalized further and we recognize the conditional form:
1925     (a < b ? c : 0) | (a >= b ? d : 0) into a < b ? c : d.  */
1926  (simplify
1927   (bit_ior
1928    (cond (cmp@0  @01 @02) @3 zerop)
1929    (cond (icmp@4 @01 @02) @5 zerop))
1930     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1931          /* The scalar version has to be canonicalized after vectorization
1932             because it makes unconditional loads conditional ones, which
1933             means we lose vectorization because the loads may trap.  */
1934          && canonicalize_math_after_vectorization_p ())
1935     (cond @0 @3 @5)))
1937  /* Vector Fold (((a < b) & c) | ((a >= b) & d)) into a < b ? c : d. 
1938     and ((~(a < b) & c) | (~(a >= b) & d)) into a < b ? c : d.  */
1939  (simplify
1940   (bit_ior
1941    (bit_and:c (vec_cond:s (cmp@0 @6 @7) @4 @5) @2)
1942    (bit_and:c (vec_cond:s (icmp@1 @6 @7) @4 @5) @3))
1943     (if (integer_zerop (@5))
1944      (switch
1945       (if (integer_onep (@4))
1946        (bit_and (vec_cond @0 @2 @3) @4))
1947         (if (integer_minus_onep (@4))
1948          (vec_cond @0 @2 @3)))
1949     (if (integer_zerop (@4))
1950      (switch
1951       (if (integer_onep (@5))
1952        (bit_and (vec_cond @0 @3 @2) @5))
1953       (if (integer_minus_onep (@5))
1954        (vec_cond @0 @3 @2))))))
1956  /* Scalar Vectorized Fold ((-(a < b) & c) | (-(a >= b) & d))
1957     into a < b ? d : c.  */
1958  (simplify
1959   (bit_ior
1960    (vec_cond:s (cmp@0 @4 @5) @2 integer_zerop)
1961    (vec_cond:s (icmp@1 @4 @5) @3 integer_zerop))
1962     (vec_cond @0 @2 @3)))
1964 /* Transform X & -Y into X * Y when Y is { 0 or 1 }.  */
1965 (simplify
1966  (bit_and:c (convert? (negate zero_one_valued_p@0)) @1)
1967  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1968       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1969       && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != BOOLEAN_TYPE
1970       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1971   (mult (convert @0) @1)))
1973 /* Narrow integer multiplication by a zero_one_valued_p operand.
1974    Multiplication by [0,1] is guaranteed not to overflow.  */
1975 (simplify
1976  (convert (mult@0 zero_one_valued_p@1 INTEGER_CST@2))
1977  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1978       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1979       && TYPE_PRECISION (type) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
1980   (mult (convert @1) (convert @2))))
1982 /* (X << C) != 0 can be simplified to X, when C is zero_one_valued_p.
1983    Check that the shift is well-defined (C is less than TYPE_PRECISION)
1984    as some targets (such as x86's SSE) may return zero for larger C.  */
1985 (simplify
1986   (ne (lshift zero_one_valued_p@0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
1987   (if (tree_fits_shwi_p (@1)
1988        && tree_to_shwi (@1) > 0
1989        && tree_to_shwi (@1) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
1990     (convert @0)))
1992 /* (X << C) == 0 can be simplified to X == 0, when C is zero_one_valued_p.
1993    Check that the shift is well-defined (C is less than TYPE_PRECISION)
1994    as some targets (such as x86's SSE) may return zero for larger C.  */
1995 (simplify
1996   (eq (lshift zero_one_valued_p@0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
1997   (if (tree_fits_shwi_p (@1)
1998        && tree_to_shwi (@1) > 0
1999        && tree_to_shwi (@1) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
2000     (eq @0 @2)))
2002 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
2003 (simplify
2004  (bit_not (convert? (negate @0)))
2005  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
2006       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
2007   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
2009 /* Convert - (~A) to A + 1.  */
2010 (simplify
2011  (negate (nop_convert? (bit_not @0)))
2012  (plus (view_convert @0) { build_each_one_cst (type); }))
2014 /* (a & b) ^ (a == b) -> !(a | b) */
2015 /* (a & b) == (a ^ b) -> !(a | b) */
2016 (for first_op (bit_xor eq)
2017      second_op (eq bit_xor)
2018  (simplify
2019   (first_op:c (bit_and:c truth_valued_p@0 truth_valued_p@1) (second_op:c @0 @1))
2020     (bit_not (bit_ior @0 @1))))
2022 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
2023 (simplify
2024  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
2025  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
2026       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
2027   (convert (negate @0))))
2028 (simplify
2029  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
2030  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
2031       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
2032   (convert (negate @0))))
2034 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
2035 (simplify
2036  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
2037  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2038   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
2039 (simplify
2040  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
2041  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2042   (convert (bit_xor @0 @1))))
2044 /* Otherwise prefer ~(X ^ Y) to ~X ^ Y as more canonical.  */
2045 (simplify
2046  (bit_xor:c (nop_convert?:s (bit_not:s @0)) @1)
2047  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2048   (bit_not (bit_xor (view_convert @0) @1))))
2050 /* ~(a ^ b) is a == b for truth valued a and b.  */
2051 (simplify
2052  (bit_not (bit_xor:s truth_valued_p@0 truth_valued_p@1))
2053  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2054       && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == 1)
2055   (convert (eq @0 @1))))
2057 /* (~a) == b is a ^ b for truth valued a and b.  */
2058 (simplify
2059  (eq:c (bit_not:s truth_valued_p@0) truth_valued_p@1)
2060  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2061       && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == 1)
2062   (convert (bit_xor @0 @1))))
2064 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
2065 (simplify
2066  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
2067  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
2069 /* Fold A - (A & B) into ~B & A.  */
2070 (simplify
2071  (minus (convert1? @0) (convert2?:s (bit_and:cs @@0 @1)))
2072  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
2073       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
2074   (convert (bit_and (bit_not @1) @0))))
2076 /* (m1 CMP m2) * d -> (m1 CMP m2) ? d : 0  */
2077 (if (!canonicalize_math_p ())
2078  (for cmp (gt lt ge le)
2079   (simplify
2080    (mult (convert (cmp @0 @1)) @2)
2081    (cond (cmp @0 @1) @2 { build_zero_cst (type); }))))
2083 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
2084    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
2085 (for cmp (eq ne)
2086  (simplify
2087   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
2088   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2089        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2090        && tree_expr_nonzero_p (@1))
2091    (cmp @0 @2))))
2093 /* For integral types with wrapping overflow and C odd fold
2094    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
2095 (for cmp (eq ne)
2096  (simplify
2097   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) (mult @2 @1))
2098   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2099        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
2100        && (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1) != 0)
2101    (cmp @0 @2))))
2103 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
2104    x * C RELOP y * C into:
2106    x RELOP y for nonnegative C
2107    y RELOP x for negative C  */
2108 (for cmp (lt gt le ge)
2109  (simplify
2110   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
2111   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2112        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2113    (if (tree_expr_nonnegative_p (@1) && tree_expr_nonzero_p (@1))
2114     (cmp @0 @2)
2115    (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2116         && wi::neg_p (wi::to_wide (@1), TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
2117     (cmp @2 @0))))))
2119 /* (X - 1U) <= INT_MAX-1U into (int) X > 0.  */
2120 (for cmp (le gt)
2121      icmp (gt le)
2122  (simplify
2123   (cmp (plus @0 integer_minus_onep@1) INTEGER_CST@2)
2124    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2125         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2126         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > 1
2127         && (wi::to_wide (@2)
2128             == wi::max_value (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)), SIGNED) - 1))
2129     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
2130      (icmp (convert:stype @0) { build_int_cst (stype, 0); })))))
2132 /* X / 4 < Y / 4 iff X < Y when the division is known to be exact.  */
2133 (for cmp (simple_comparison)
2134  (simplify
2135   (cmp (convert?@3 (exact_div @0 INTEGER_CST@2)) (convert? (exact_div @1 @2)))
2136   (if (element_precision (@3) >= element_precision (@0)
2137        && types_match (@0, @1))
2138    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
2139     (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
2140      (cmp @1 @0)
2141      (if (tree_expr_nonzero_p (@0) && tree_expr_nonzero_p (@1))
2142       (with
2143        {
2144         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
2145        }
2146        (cmp (convert:utype @1) (convert:utype @0)))))
2147     (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@2), 1, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
2148      (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
2149       (cmp @0 @1)
2150       (with
2151        {
2152         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
2153        }
2154        (cmp (convert:utype @0) (convert:utype @1)))))))))
2156 /* X / C1 op C2 into a simple range test.  */
2157 (for cmp (simple_comparison)
2158  (simplify
2159   (cmp (trunc_div:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2160   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2161        && integer_nonzerop (@1)
2162        && !TREE_OVERFLOW (@1)
2163        && !TREE_OVERFLOW (@2))
2164    (with { tree lo, hi; bool neg_overflow;
2165            enum tree_code code = fold_div_compare (cmp, @1, @2, &lo, &hi,
2166                                                    &neg_overflow); }
2167     (switch
2168      (if (code == LT_EXPR || code == GE_EXPR)
2169        (if (TREE_OVERFLOW (lo))
2170         { build_int_cst (type, (code == LT_EXPR) ^ neg_overflow); }
2171         (if (code == LT_EXPR)
2172          (lt @0 { lo; })
2173          (ge @0 { lo; }))))
2174      (if (code == LE_EXPR || code == GT_EXPR)
2175        (if (TREE_OVERFLOW (hi))
2176         { build_int_cst (type, (code == LE_EXPR) ^ neg_overflow); }
2177         (if (code == LE_EXPR)
2178          (le @0 { hi; })
2179          (gt @0 { hi; }))))
2180      (if (!lo && !hi)
2181       { build_int_cst (type, code == NE_EXPR); })
2182      (if (code == EQ_EXPR && !hi)
2183       (ge @0 { lo; }))
2184      (if (code == EQ_EXPR && !lo)
2185       (le @0 { hi; }))
2186      (if (code == NE_EXPR && !hi)
2187       (lt @0 { lo; }))
2188      (if (code == NE_EXPR && !lo)
2189       (gt @0 { hi; }))
2190      (if (GENERIC)
2191       { build_range_check (UNKNOWN_LOCATION, type, @0, code == EQ_EXPR,
2192                            lo, hi); })
2193      (with
2194       {
2195         tree etype = range_check_type (TREE_TYPE (@0));
2196         if (etype)
2197           {
2198             hi = fold_convert (etype, hi);
2199             lo = fold_convert (etype, lo);
2200             hi = const_binop (MINUS_EXPR, etype, hi, lo);
2201           }
2202       }
2203       (if (etype && hi && !TREE_OVERFLOW (hi))
2204        (if (code == EQ_EXPR)
2205         (le (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })
2206         (gt (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })))))))))
2208 /* X + Z < Y + Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
2209 (for op (lt le ge gt)
2210  (simplify
2211   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
2212   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2213        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2214    (op @0 @1))))
2216 /* As a special case, X + C < Y + C is the same as (signed) X < (signed) Y
2217    when C is an unsigned integer constant with only the MSB set, and X and
2218    Y have types of equal or lower integer conversion rank than C's.  */
2219 (for op (lt le ge gt)
2220  (simplify
2221   (op (plus @1 INTEGER_CST@0) (plus @2 @0))
2222   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2223        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2224        && wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@0)))
2225    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
2226     (op (convert:stype @1) (convert:stype @2))))))
2228 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
2229 (for op (eq ne minus)
2230  (simplify
2231   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
2232   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2233        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2234            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
2235    (op @0 @1))))
2237 /* X - Z < Y - Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
2238 (for op (lt le ge gt)
2239  (simplify
2240   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
2241   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2242        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2243    (op @0 @1))))
2244 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
2245 (for op (eq ne minus)
2246  (simplify
2247   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
2248   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2249        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2250            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
2251    (op @0 @1))))
2252 /* And for pointers...  */
2253 (for op (simple_comparison)
2254  (simplify
2255   (op (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
2256   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
2257    (op @0 @1))))
2258 (simplify
2259  (minus (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
2260  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
2261       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
2262   (pointer_diff @0 @1)))
2264 /* Z - X < Z - Y is the same as Y < X when there is no overflow.  */
2265 (for op (lt le ge gt)
2266  (simplify
2267   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
2268   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2269        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2270    (op @1 @0))))
2271 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
2272 (for op (eq ne minus)
2273  (simplify
2274   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
2275   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2276        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2277            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
2278    (op @1 @0))))
2279 /* And for pointers...  */
2280 (for op (simple_comparison)
2281  (simplify
2282   (op (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
2283   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
2284    (op @1 @0))))
2285 (simplify
2286  (minus (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
2287  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
2288       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
2289   (pointer_diff @1 @0)))
2291 /* X + Y < Y is the same as X < 0 when there is no overflow.  */
2292 (for op (lt le gt ge)
2293  (simplify
2294   (op:c (plus:c@2 @0 @1) @1)
2295   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2296        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2297        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
2298        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || single_use (@2)))
2299    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
2300 /* For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
2301 (for op (eq ne)
2302  (simplify
2303   (op:c (nop_convert?@3 (plus:c@2 @0 (convert1? @1))) (convert2? @1))
2304   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2305        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2306            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2307        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || (single_use (@2) && single_use (@3)))
2308        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@2))
2309        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1)))
2310    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
2311  (simplify
2312   (op:c (nop_convert?@3 (pointer_plus@2 (convert1? @0) @1)) (convert2? @0))
2313   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0))
2314        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
2315        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || (single_use (@2) && single_use (@3))))
2316    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
2318 /* (&a + b) !=/== (&a[1] + c) -> (&a[0] - &a[1]) + b !=/== c */
2319 (for neeq (ne eq)
2320  (simplify
2321   (neeq:c ADDR_EXPR@0 (pointer_plus @2 @3))
2322    (with { poly_int64 diff; tree inner_type = TREE_TYPE (@3);}
2323     (if (ptr_difference_const (@0, @2, &diff))
2324      (neeq { build_int_cst_type (inner_type, diff); } @3))))
2325  (simplify
2326   (neeq (pointer_plus ADDR_EXPR@0 @1) (pointer_plus ADDR_EXPR@2 @3))
2327    (with { poly_int64 diff; tree inner_type = TREE_TYPE (@1);}
2328     (if (ptr_difference_const (@0, @2, &diff))
2329      (neeq (plus { build_int_cst_type (inner_type, diff); } @1) @3)))))
2331 /* X - Y < X is the same as Y > 0 when there is no overflow.
2332    For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
2333 (for op (simple_comparison)
2334  (simplify
2335   (op:c @0 (minus@2 @0 @1))
2336   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2337        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2338            || ((op == EQ_EXPR || op == NE_EXPR)
2339                && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
2340        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || single_use (@2)))
2341    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
2343 /* Transform:
2344    (X / Y) == 0 -> X < Y if X, Y are unsigned.
2345    (X / Y) != 0 -> X >= Y, if X, Y are unsigned.  */
2346 (for cmp (eq ne)
2347      ocmp (lt ge)
2348  (simplify
2349   (cmp (trunc_div @0 @1) integer_zerop)
2350   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2351        /* Complex ==/!= is allowed, but not </>=.  */
2352        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != COMPLEX_TYPE
2353        && (VECTOR_TYPE_P (type) || !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
2354    (ocmp @0 @1))))
2356 /* X == C - X can never be true if C is odd.  */
2357 (for cmp (eq ne)
2358  (simplify
2359   (cmp:c (convert? @0) (convert1? (minus INTEGER_CST@1 (convert2? @0))))
2360   (if (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1)
2361    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
2363 /* Arguments on which one can call get_nonzero_bits to get the bits
2364    possibly set.  */
2365 (match with_possible_nonzero_bits
2366  INTEGER_CST@0)
2367 (match with_possible_nonzero_bits
2368  SSA_NAME@0
2369  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))))
2370 /* Slightly extended version, do not make it recursive to keep it cheap.  */
2371 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
2372  with_possible_nonzero_bits@0)
2373 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
2374  (bit_and:c with_possible_nonzero_bits@0 @2))
2376 /* Same for bits that are known to be set, but we do not have
2377    an equivalent to get_nonzero_bits yet.  */
2378 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
2379  INTEGER_CST@0)
2380 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
2381  (bit_ior @1 INTEGER_CST@0))
2383 /* X == C (or X & Z == Y | C) is impossible if ~nonzero(X) & C != 0.  */
2384 (for cmp (eq ne)
2385  (simplify
2386   (cmp:c (with_possible_nonzero_bits2 @0) (with_certain_nonzero_bits2 @1))
2387   (if (wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), get_nonzero_bits (@0)) != 0)
2388    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
2390 /* ((X inner_op C0) outer_op C1)
2391    With X being a tree where value_range has reasoned certain bits to always be
2392    zero throughout its computed value range,
2393    inner_op = {|,^}, outer_op = {|,^} and inner_op != outer_op
2394    where zero_mask has 1's for all bits that are sure to be 0 in
2395    and 0's otherwise.
2396    if (inner_op == '^') C0 &= ~C1;
2397    if ((C0 & ~zero_mask) == 0) then emit (X outer_op (C0 outer_op C1)
2398    if ((C1 & ~zero_mask) == 0) then emit (X inner_op (C0 outer_op C1)
2400 (for inner_op (bit_ior bit_xor)
2401      outer_op (bit_xor bit_ior)
2402 (simplify
2403  (outer_op
2404   (inner_op:s @2 INTEGER_CST@0) INTEGER_CST@1)
2405  (with
2406   {
2407     bool fail = false;
2408     wide_int zero_mask_not;
2409     wide_int C0;
2410     wide_int cst_emit;
2412     if (TREE_CODE (@2) == SSA_NAME)
2413       zero_mask_not = get_nonzero_bits (@2);
2414     else
2415       fail = true;
2417     if (inner_op == BIT_XOR_EXPR)
2418       {
2419         C0 = wi::bit_and_not (wi::to_wide (@0), wi::to_wide (@1));
2420         cst_emit = C0 | wi::to_wide (@1);
2421       }
2422     else
2423       {
2424         C0 = wi::to_wide (@0);
2425         cst_emit = C0 ^ wi::to_wide (@1);
2426       }
2427   }
2428   (if (!fail && (C0 & zero_mask_not) == 0)
2429    (outer_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); })
2430    (if (!fail && (wi::to_wide (@1) & zero_mask_not) == 0)
2431     (inner_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); }))))))
2433 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
2434 (simplify
2435   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
2436   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
2437 #if GENERIC
2438 (simplify
2439   (pointer_plus (convert:s (pointer_plus:s @0 @1)) @3)
2440   (convert:type (pointer_plus @0 (plus @1 @3))))
2441 #endif
2443 /* Pattern match
2444      tem1 = (long) ptr1;
2445      tem2 = (long) ptr2;
2446      tem3 = tem2 - tem1;
2447      tem4 = (unsigned long) tem3;
2448      tem5 = ptr1 + tem4;
2449    and produce
2450      tem5 = ptr2;  */
2451 (simplify
2452   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
2453   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
2454   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
2455        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
2456             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
2457    @1))
2458 (simplify
2459   (pointer_plus @0 (convert?@2 (pointer_diff@3 @1 @@0)))
2460   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
2461    (convert @1)))
2463 /* Pattern match
2464      tem = (sizetype) ptr;
2465      tem = tem & algn;
2466      tem = -tem;
2467      ... = ptr p+ tem;
2468    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
2469      ... = ptr & ~algn;  */
2470 (simplify
2471   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
2472   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), ~wi::to_wide (@1)); }
2473    (bit_and @0 { algn; })))
2475 /* Try folding difference of addresses.  */
2476 (simplify
2477  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
2478  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2479   (with { poly_int64 diff; }
2480    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2481     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2482 (simplify
2483  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
2484  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2485   (with { poly_int64 diff; }
2486    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2487     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2488 (simplify
2489  (pointer_diff (convert?@2 ADDR_EXPR@0) (convert1?@3 @1))
2490  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
2491       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
2492   (with { poly_int64 diff; }
2493    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2494     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2495 (simplify
2496  (pointer_diff (convert?@2 @0) (convert1?@3 ADDR_EXPR@1))
2497  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
2498       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
2499   (with { poly_int64 diff; }
2500    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2501     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2503 /* (&a+b) - (&a[1] + c) -> sizeof(a[0]) + (b - c) */
2504 (simplify
2505  (pointer_diff (pointer_plus ADDR_EXPR@0 @1) (pointer_plus ADDR_EXPR@2 @3))
2506  (with { poly_int64 diff; }
2507    (if (ptr_difference_const (@0, @2, &diff))
2508     (plus { build_int_cst_type (type, diff); } (convert (minus @1 @3))))))
2509 /* (p + b) - &p->d -> offsetof (*p, d) + b */
2510 (simplify
2511  (pointer_diff (pointer_plus @0 @1) ADDR_EXPR@2)
2512  (with { poly_int64 diff; }
2513    (if (ptr_difference_const (@0, @2, &diff))
2514     (plus { build_int_cst_type (type, diff); } (convert @1)))))
2515 (simplify
2516  (pointer_diff ADDR_EXPR@0 (pointer_plus @1 @2))
2517  (with { poly_int64 diff; }
2518    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2519     (minus { build_int_cst_type (type, diff); } (convert @2)))))
2521 /* Canonicalize (T *)(ptr - ptr-cst) to &MEM[ptr + -ptr-cst].  */
2522 (simplify
2523  (convert (pointer_diff @0 INTEGER_CST@1))
2524  (if (POINTER_TYPE_P (type))
2525   { build_fold_addr_expr_with_type
2526       (build2 (MEM_REF, char_type_node, @0,
2527                wide_int_to_tree (ptr_type_node, wi::neg (wi::to_wide (@1)))),
2528                type); }))
2530 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
2531    be able to fold this expression using the object or function's
2532    alignment.  */
2533 (simplify
2534  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
2535  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2536       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2537   (with
2538    {
2539      unsigned int align;
2540      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
2541      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
2542    }
2543    (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), align / BITS_PER_UNIT))
2544     { wide_int_to_tree (type, (wi::to_wide (@1)
2545                                & (bitpos / BITS_PER_UNIT))); }))))
2547 (match min_value
2548  INTEGER_CST
2549  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2550       && wi::eq_p (wi::to_wide (t), wi::min_value (type)))))
2552 (match max_value
2553  INTEGER_CST
2554  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2555       && wi::eq_p (wi::to_wide (t), wi::max_value (type)))))
2557 /* x >  y  &&  x != XXX_MIN  -->  x > y
2558    x >  y  &&  x == XXX_MIN  -->  false . */
2559 (for eqne (eq ne)
2560  (simplify
2561   (bit_and:c (gt:c@2 @0 @1) (eqne @0 min_value))
2562    (switch
2563     (if (eqne == EQ_EXPR)
2564      { constant_boolean_node (false, type); })
2565     (if (eqne == NE_EXPR)
2566      @2)
2567     )))
2569 /* x <  y  &&  x != XXX_MAX  -->  x < y
2570    x <  y  &&  x == XXX_MAX  -->  false.  */
2571 (for eqne (eq ne)
2572  (simplify
2573   (bit_and:c (lt:c@2 @0 @1) (eqne @0 max_value))
2574    (switch
2575     (if (eqne == EQ_EXPR)
2576      { constant_boolean_node (false, type); })
2577     (if (eqne == NE_EXPR)
2578      @2)
2579     )))
2581 /* x <=  y  &&  x == XXX_MIN  -->  x == XXX_MIN.  */
2582 (simplify
2583  (bit_and:c (le:c @0 @1) (eq@2 @0 min_value))
2584   @2)
2586 /* x >=  y  &&  x == XXX_MAX  -->  x == XXX_MAX.  */
2587 (simplify
2588  (bit_and:c (ge:c @0 @1) (eq@2 @0 max_value))
2589   @2)
2591 /* x >  y  ||  x != XXX_MIN   -->  x != XXX_MIN.  */
2592 (simplify
2593  (bit_ior:c (gt:c @0 @1) (ne@2 @0 min_value))
2594   @2)
2596 /* x <=  y  ||  x != XXX_MIN   -->  true.  */
2597 (simplify
2598  (bit_ior:c (le:c @0 @1) (ne @0 min_value))
2599   { constant_boolean_node (true, type); })
2601 /* x <=  y  ||  x == XXX_MIN   -->  x <= y.  */
2602 (simplify
2603  (bit_ior:c (le:c@2 @0 @1) (eq @0 min_value))
2604   @2)
2606 /* x <  y  ||  x != XXX_MAX   -->  x != XXX_MAX.  */
2607 (simplify
2608  (bit_ior:c (lt:c @0 @1) (ne@2 @0 max_value))
2609   @2)
2611 /* x >=  y  ||  x != XXX_MAX   -->  true
2612    x >=  y  ||  x == XXX_MAX   -->  x >= y.  */
2613 (for eqne (eq ne)
2614  (simplify
2615   (bit_ior:c (ge:c@2 @0 @1) (eqne @0 max_value))
2616    (switch
2617     (if (eqne == EQ_EXPR)
2618      @2)
2619     (if (eqne == NE_EXPR)
2620      { constant_boolean_node (true, type); }))))
2622 /* y == XXX_MIN || x < y --> x <= y - 1 */
2623 (simplify
2624  (bit_ior:c (eq:s @1 min_value) (lt:cs @0 @1))
2625   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2626        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2627   (le @0 (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))
2629 /* y != XXX_MIN && x >= y --> x > y - 1 */
2630 (simplify
2631  (bit_and:c (ne:s @1 min_value) (ge:cs @0 @1))
2632   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2633        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2634   (gt @0 (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))
2636 /* Convert (X == CST1) && (X OP2 CST2) to a known value
2637    based on CST1 OP2 CST2.  Similarly for (X != CST1).  */
2639 (for code1 (eq ne)
2640  (for code2 (eq ne lt gt le ge)
2641   (simplify
2642    (bit_and:c (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2643     (with
2644      {
2645       int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2646       bool val;
2647       switch (code2)
2648          {
2649         case EQ_EXPR: val = (cmp == 0); break;
2650         case NE_EXPR: val = (cmp != 0); break;
2651         case LT_EXPR: val = (cmp < 0); break;
2652         case GT_EXPR: val = (cmp > 0); break;
2653         case LE_EXPR: val = (cmp <= 0); break;
2654         case GE_EXPR: val = (cmp >= 0); break;
2655         default: gcc_unreachable ();
2656         }
2657      }
2658      (switch
2659       (if (code1 == EQ_EXPR && val) @3)
2660       (if (code1 == EQ_EXPR && !val) { constant_boolean_node (false, type); })
2661       (if (code1 == NE_EXPR && !val) @4))))))
2663 /* Convert (X OP1 CST1) && (X OP2 CST2).  */
2665 (for code1 (lt le gt ge)
2666  (for code2 (lt le gt ge)
2667   (simplify
2668   (bit_and (code1:c@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2:c@4 @0 INTEGER_CST@2))
2669    (with
2670     {
2671      int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2672     }
2673     (switch
2674      /* Choose the more restrictive of two < or <= comparisons.  */
2675      (if ((code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2676           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2677       (if ((cmp < 0) || (cmp == 0 && code1 == LT_EXPR))
2678        @3
2679        @4))
2680      /* Likewise chose the more restrictive of two > or >= comparisons.  */
2681      (if ((code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2682           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2683       (if ((cmp > 0) || (cmp == 0 && code1 == GT_EXPR))
2684        @3
2685        @4))
2686      /* Check for singleton ranges.  */
2687      (if (cmp == 0
2688           && ((code1 == LE_EXPR && code2 == GE_EXPR)
2689             || (code1 == GE_EXPR && code2 == LE_EXPR)))
2690       (eq @0 @1))
2691      /* Check for disjoint ranges.  */
2692      (if (cmp <= 0
2693           && (code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2694           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2695       { constant_boolean_node (false, type); })
2696      (if (cmp >= 0
2697           && (code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2698           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2699       { constant_boolean_node (false, type); })
2700      )))))
2702 /* Convert (X == CST1) || (X OP2 CST2) to a known value
2703    based on CST1 OP2 CST2.  Similarly for (X != CST1).  */
2705 (for code1 (eq ne)
2706  (for code2 (eq ne lt gt le ge)
2707   (simplify
2708    (bit_ior:c (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2709     (with
2710      {
2711       int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2712       bool val;
2713       switch (code2)
2714         {
2715         case EQ_EXPR: val = (cmp == 0); break;
2716         case NE_EXPR: val = (cmp != 0); break;
2717         case LT_EXPR: val = (cmp < 0); break;
2718         case GT_EXPR: val = (cmp > 0); break;
2719         case LE_EXPR: val = (cmp <= 0); break;
2720         case GE_EXPR: val = (cmp >= 0); break;
2721         default: gcc_unreachable ();
2722         }
2723      }
2724      (switch
2725       (if (code1 == EQ_EXPR && val) @4)
2726       (if (code1 == NE_EXPR && val) { constant_boolean_node (true, type); })
2727       (if (code1 == NE_EXPR && !val) @3))))))
2729 /* Convert (X OP1 CST1) || (X OP2 CST2).  */
2731 (for code1 (lt le gt ge)
2732  (for code2 (lt le gt ge)
2733   (simplify
2734   (bit_ior (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2735    (with
2736     {
2737      int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2738     }
2739     (switch
2740      /* Choose the more restrictive of two < or <= comparisons.  */
2741      (if ((code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2742           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2743       (if ((cmp < 0) || (cmp == 0 && code1 == LT_EXPR))
2744        @4
2745        @3))
2746      /* Likewise chose the more restrictive of two > or >= comparisons.  */
2747      (if ((code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2748           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2749       (if ((cmp > 0) || (cmp == 0 && code1 == GT_EXPR))
2750        @4
2751        @3))
2752      /* Check for singleton ranges.  */
2753      (if (cmp == 0
2754           && ((code1 == LT_EXPR && code2 == GT_EXPR)
2755               || (code1 == GT_EXPR && code2 == LT_EXPR)))
2756       (ne @0 @2))
2757      /* Check for disjoint ranges.  */
2758      (if (cmp >= 0
2759           && (code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2760           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2761       { constant_boolean_node (true, type); })
2762      (if (cmp <= 0
2763           && (code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2764           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2765       { constant_boolean_node (true, type); })
2766      )))))
2768 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
2769 (if (!TYPE_SATURATING (type))
2771  /* Contract negates.  */
2772  /* A + (-B) -> A - B */
2773  (simplify
2774   (plus:c @0 (convert? (negate @1)))
2775   /* Apply STRIP_NOPS on the negate.  */
2776   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
2777        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2778    (with
2779     {
2780      tree t1 = type;
2781      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2782          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2783        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
2784     }
2785     (convert (minus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
2786  /* A - (-B) -> A + B */
2787  (simplify
2788   (minus @0 (convert? (negate @1)))
2789   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
2790        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2791    (with
2792     {
2793      tree t1 = type;
2794      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2795          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2796        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
2797     }
2798     (convert (plus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
2799  /* -(T)(-A) -> (T)A
2800     Sign-extension is ok except for INT_MIN, which thankfully cannot
2801     happen without overflow.  */
2802  (simplify
2803   (negate (convert (negate @1)))
2804   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2805        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2806            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
2807                && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2808        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
2809        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
2810    (convert @1)))
2811  (simplify
2812   (negate (convert negate_expr_p@1))
2813   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
2814        && ((DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type)
2815             == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2816             && TYPE_PRECISION (type) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
2817            || !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)))
2818    (convert (negate @1))))
2819  (simplify
2820   (negate (nop_convert? (negate @1)))
2821   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
2822        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
2823    (view_convert @1)))
2825  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
2826     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
2827  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
2828       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
2830   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
2831      irrespective of overflow issues.  */
2832   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
2833   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
2834   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
2835   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
2836   (simplify
2837    (minus (nop_convert1? (plus:c (nop_convert2? @0) @1)) @0)
2838    (view_convert @1))
2839   (simplify
2840    (minus (nop_convert1? (minus (nop_convert2? @0) @1)) @0)
2841    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2842         || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2843    (negate (view_convert @1))
2844    (view_convert (negate @1))))
2845   (simplify
2846    (plus:c (nop_convert1? (minus @0 (nop_convert2? @1))) @1)
2847    (view_convert @0))
2848   (simplify
2849    (minus @0 (nop_convert1? (plus:c (nop_convert2? @0) @1)))
2850     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2851          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2852      (negate (view_convert @1))
2853      (view_convert (negate @1))))
2854   (simplify
2855    (minus @0 (nop_convert1? (minus (nop_convert2? @0) @1)))
2856    (view_convert @1))
2857   /* (A +- B) + (C - A)   -> C +- B */
2858   /* (A +  B) - (A - C)   -> B + C */
2859   /* More cases are handled with comparisons.  */
2860   (simplify
2861    (plus:c (plus:c @0 @1) (minus @2 @0))
2862    (plus @2 @1))
2863   (simplify
2864    (plus:c (minus @0 @1) (minus @2 @0))
2865    (minus @2 @1))
2866   (simplify
2867    (plus:c (pointer_diff @0 @1) (pointer_diff @2 @0))
2868    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2869         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0)))
2870     (pointer_diff @2 @1)))
2871   (simplify
2872    (minus (plus:c @0 @1) (minus @0 @2))
2873    (plus @1 @2))
2875   /* (A +- CST1) +- CST2 -> A + CST3
2876      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
2877      scalars.  */
2878   (for outer_op (plus minus)
2879    (for inner_op (plus minus)
2880         neg_inner_op (minus plus)
2881     (simplify
2882      (outer_op (nop_convert? (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1))
2883                CONSTANT_CLASS_P@2)
2884      /* If one of the types wraps, use that one.  */
2885      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2886       /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2887          forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2888       (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2889        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
2890         (plus (view_convert @0) (inner_op @2 (view_convert @1)))
2891         (minus (view_convert @0) (neg_inner_op @2 (view_convert @1)))))
2892       (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2893            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2894        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
2895         (view_convert (plus @0 (inner_op (view_convert @2) @1)))
2896         (view_convert (minus @0 (neg_inner_op (view_convert @2) @1))))
2897        /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
2898           directly as we would introduce undefined overflow, for example
2899           with (a - 1) + INT_MIN.  */
2900        (if (types_match (type, @0))
2901         (with { tree cst = const_binop (outer_op == inner_op
2902                                         ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR,
2903                                         type, @1, @2); }
2904          (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2905           (inner_op @0 { cst; } )
2906           /* X+INT_MAX+1 is X-INT_MIN.  */
2907           (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && cst
2908                && wi::to_wide (cst) == wi::min_value (type))
2909            (neg_inner_op @0 { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (cst)); })
2910            /* Last resort, use some unsigned type.  */
2911            (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2912             (if (utype)
2913              (view_convert (inner_op
2914                             (view_convert:utype @0)
2915                             (view_convert:utype
2916                              { drop_tree_overflow (cst); }))))))))))))))
2918   /* (CST1 - A) +- CST2 -> CST3 - A  */
2919   (for outer_op (plus minus)
2920    (simplify
2921     (outer_op (nop_convert? (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0)) CONSTANT_CLASS_P@2)
2922     /* If one of the types wraps, use that one.  */
2923     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2924      /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2925         forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2926      (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2927       (minus (outer_op (view_convert @1) @2) (view_convert @0)))
2928      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2929           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2930       (view_convert (minus (outer_op @1 (view_convert @2)) @0))
2931       (if (types_match (type, @0))
2932        (with { tree cst = const_binop (outer_op, type, @1, @2); }
2933         (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2934          (minus { cst; } @0))))))))
2936   /* CST1 - (CST2 - A) -> CST3 + A
2937      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
2938      scalars.  */
2939   (simplify
2940    (minus CONSTANT_CLASS_P@1 (nop_convert? (minus CONSTANT_CLASS_P@2 @0)))
2941    /* If one of the types wraps, use that one.  */
2942    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2943     /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2944       forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2945     (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2946      (plus (view_convert @0) (minus @1 (view_convert @2))))
2947     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2948          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2949      (view_convert (plus @0 (minus (view_convert @1) @2)))
2950      (if (types_match (type, @0))
2951       (with { tree cst = const_binop (MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
2952        (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2953         (plus { cst; } @0)))))))
2955 /* ((T)(A)) + CST -> (T)(A + CST)  */
2956 #if GIMPLE
2957   (simplify
2958    (plus (convert:s SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
2959     (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2960          && TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
2961          && TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2962          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
2963      /* Perform binary operation inside the cast if the constant fits
2964         and (A + CST)'s range does not overflow.  */
2965      (with
2966       {
2967         wi::overflow_type min_ovf = wi::OVF_OVERFLOW,
2968                           max_ovf = wi::OVF_OVERFLOW;
2969         tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
2971         wide_int w1
2972           = wide_int::from (wi::to_wide (@1), TYPE_PRECISION (inner_type),
2973                             TYPE_SIGN (inner_type));
2975         value_range vr;
2976         if (get_global_range_query ()->range_of_expr (vr, @0)
2977             && vr.kind () == VR_RANGE)
2978           {
2979             wide_int wmin0 = vr.lower_bound ();
2980             wide_int wmax0 = vr.upper_bound ();
2981             wi::add (wmin0, w1, TYPE_SIGN (inner_type), &min_ovf);
2982             wi::add (wmax0, w1, TYPE_SIGN (inner_type), &max_ovf);
2983           }
2984       }
2985      (if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
2986       (convert (plus @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), w1); } )))
2987      )))
2988 #endif
2990 /* ((T)(A + CST1)) + CST2 -> (T)(A) + (T)CST1 + CST2  */
2991 #if GIMPLE
2992   (for op (plus minus)
2993    (simplify
2994     (plus (convert:s (op:s @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
2995      (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2996           && TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
2997           && TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2998           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2999           && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
3000           && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
3001        (plus (convert @0) (op @2 (convert @1))))))
3002 #endif
3004 /* (T)(A) +- (T)(B) -> (T)(A +- B) only when (A +- B) could be simplified
3005    to a simple value.  */
3006   (for op (plus minus)
3007    (simplify
3008     (op (convert @0) (convert @1))
3009      (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3010           && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3011           && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3012           && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1))
3013           && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
3014           && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
3015       (convert (op! @0 @1)))))
3017   /* ~A + A -> -1 */
3018   (simplify
3019    (plus:c (convert? (bit_not @0)) (convert? @0))
3020    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
3021     (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
3023   /* ~A + 1 -> -A */
3024   (simplify
3025    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
3026    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3027     (negate (convert @0))))
3029   /* -A - 1 -> ~A */
3030   (simplify
3031    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
3032    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
3033         && TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
3034         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3035     (bit_not (convert @0))))
3037   /* -1 - A -> ~A */
3038   (simplify
3039    (minus integer_all_onesp @0)
3040    (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE)
3041     (bit_not @0)))
3043   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
3044   (simplify
3045    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
3046     (convert? @0))
3047    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3048         /* For integer types, if A has a smaller type
3049            than T the result depends on the possible
3050            overflow in P + A.
3051            E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
3052            However, if an overflow in P + A would cause
3053            undefined behavior, we can assume that there
3054            is no overflow.  */
3055         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
3056             && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
3057     (convert @1)))
3058   (simplify
3059    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
3060     (convert @0))
3061    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3062         /* For pointer types, if the conversion of A to the
3063            final type requires a sign- or zero-extension,
3064            then we have to punt - it is not defined which
3065            one is correct.  */
3066         || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3067             && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
3068             && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
3069     (convert @1)))
3070    (simplify
3071     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) @0)
3072     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
3073        thus sign-extended if necessary.  */
3074     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
3075      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
3076         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
3077         we don't want to diagnose overflow here.  */
3078      (convert (view_convert:stype @1))))
3080   /* (T)P - (T)(P + A) -> -(T) A */
3081   (simplify
3082    (minus (convert? @0)
3083     (convert (plus:c @@0 @1)))
3084    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3085         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
3086         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
3087     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
3088      (convert (negate (convert:utype @1))))
3089     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3090          /* For integer types, if A has a smaller type
3091             than T the result depends on the possible
3092             overflow in P + A.
3093             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
3094             However, if an overflow in P + A would cause
3095             undefined behavior, we can assume that there
3096             is no overflow.  */
3097          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
3098              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
3099      (negate (convert @1)))))
3100   (simplify
3101    (minus (convert @0)
3102     (convert (pointer_plus @@0 @1)))
3103    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3104         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
3105         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
3106     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
3107      (convert (negate (convert:utype @1))))
3108     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3109          /* For pointer types, if the conversion of A to the
3110             final type requires a sign- or zero-extension,
3111             then we have to punt - it is not defined which
3112             one is correct.  */
3113          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3114              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
3115              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
3116      (negate (convert @1)))))
3117    (simplify
3118     (pointer_diff @0 (pointer_plus @@0 @1))
3119     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
3120        thus sign-extended if necessary.  */
3121     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
3122      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
3123         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
3124         we don't want to diagnose overflow here.  */
3125      (negate (convert (view_convert:stype @1)))))
3127   /* (T)(P + A) - (T)(P + B) -> (T)A - (T)B */
3128   (simplify
3129    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
3130     (convert (plus:c @0 @2)))
3131    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3132         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
3133         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3134         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2)))
3135     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
3136      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
3137     (if (((element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
3138           == (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2))))
3139          && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3140              /* For integer types, if A has a smaller type
3141                 than T the result depends on the possible
3142                 overflow in P + A.
3143                 E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
3144                 However, if an overflow in P + A would cause
3145                 undefined behavior, we can assume that there
3146                 is no overflow.  */
3147              || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
3148                  && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3149                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))
3150                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@2)))))
3151      (minus (convert @1) (convert @2)))))
3152   (simplify
3153    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
3154     (convert (pointer_plus @0 @2)))
3155    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3156         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
3157         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
3158     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
3159      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
3160     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3161          /* For pointer types, if the conversion of A to the
3162             final type requires a sign- or zero-extension,
3163             then we have to punt - it is not defined which
3164             one is correct.  */
3165          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3166              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
3167              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0
3168              && TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST
3169              && tree_int_cst_sign_bit (@2) == 0))
3170      (minus (convert @1) (convert @2)))))
3171    (simplify
3172     (pointer_diff (pointer_plus @0 @2) (pointer_plus @1 @2))
3173      (pointer_diff @0 @1))
3174    (simplify
3175     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) (pointer_plus @0 @2))
3176     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
3177        thus sign-extended if necessary.  */
3178     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
3179      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
3180         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
3181         we don't want to diagnose overflow here.  */
3182      (minus (convert (view_convert:stype @1))
3183             (convert (view_convert:stype @2)))))))
3185 /* (A * C) +- (B * C) -> (A+-B) * C and (A * C) +- A -> A * (C+-1).
3186     Modeled after fold_plusminus_mult_expr.  */
3187 (if (!TYPE_SATURATING (type)
3188      && (!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math))
3189  (for plusminus (plus minus)
3190   (simplify
3191    (plusminus (mult:cs@3 @0 @1) (mult:cs@4 @0 @2))
3192    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3193         || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3194         || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3195             && tree_expr_nonzero_p (@0)
3196             && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
3197     (if (single_use (@3) || single_use (@4))
3198      /* If @1 +- @2 is constant require a hard single-use on either
3199         original operand (but not on both).  */
3200      (mult (plusminus @1 @2) @0)
3201      (mult! (plusminus @1 @2) @0)
3202   )))
3203   /* We cannot generate constant 1 for fract.  */
3204   (if (!ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
3205    (simplify
3206     (plusminus @0 (mult:c@3 @0 @2))
3207     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3208           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3209           /* For @0 + @0*@2 this transformation would introduce UB
3210              (where there was none before) for @0 in [-1,0] and @2 max.
3211              For @0 - @0*@2 this transformation would introduce UB
3212              for @0 0 and @2 in [min,min+1] or @0 -1 and @2 min+1.  */
3213           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3214               && ((tree_expr_nonzero_p (@0)
3215                    && expr_not_equal_to (@0,
3216                                 wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type))))
3217                   || (plusminus == PLUS_EXPR
3218                       ? expr_not_equal_to (@2,
3219                             wi::max_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
3220                       /* Let's ignore the @0 -1 and @2 min case.  */
3221                       : (expr_not_equal_to (@2,
3222                             wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
3223                          && expr_not_equal_to (@2,
3224                                 wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)
3225                                 + 1))))))
3226          && single_use (@3))
3227      (mult (plusminus { build_one_cst (type); } @2) @0)))
3228    (simplify
3229     (plusminus (mult:c@3 @0 @2) @0)
3230     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3231           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3232           /* For @0*@2 + @0 this transformation would introduce UB
3233              (where there was none before) for @0 in [-1,0] and @2 max.
3234              For @0*@2 - @0 this transformation would introduce UB
3235              for @0 0 and @2 min.  */
3236           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3237               && ((tree_expr_nonzero_p (@0)
3238                    && (plusminus == MINUS_EXPR
3239                        || expr_not_equal_to (@0,
3240                                 wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
3241                   || expr_not_equal_to (@2,
3242                         (plusminus == PLUS_EXPR
3243                          ? wi::max_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)
3244                          : wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))))))
3245          && single_use (@3))
3246      (mult (plusminus @2 { build_one_cst (type); }) @0))))))
3248 #if GIMPLE
3249 /* Canonicalize X + (X << C) into X * (1 + (1 << C)) and
3250    (X << C1) + (X << C2) into X * ((1 << C1) + (1 << C2)).  */
3251 (simplify
3252  (plus:c @0 (lshift:s @0 INTEGER_CST@1))
3253   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3254        && tree_fits_uhwi_p (@1)
3255        && tree_to_uhwi (@1) < element_precision (type)
3256        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3257            || optab_handler (smul_optab,
3258                              TYPE_MODE (type)) != CODE_FOR_nothing))
3259    (with { tree t = type;
3260            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t)) t = unsigned_type_for (t);
3261            wide_int w = wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@1),
3262                                              element_precision (type));
3263            w += 1;
3264            tree cst = wide_int_to_tree (VECTOR_TYPE_P (t) ? TREE_TYPE (t)
3265                                         : t, w);
3266            cst = build_uniform_cst (t, cst); }
3267     (convert (mult (convert:t @0) { cst; })))))
3268 (simplify
3269  (plus (lshift:s @0 INTEGER_CST@1) (lshift:s @0 INTEGER_CST@2))
3270   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3271        && tree_fits_uhwi_p (@1)
3272        && tree_to_uhwi (@1) < element_precision (type)
3273        && tree_fits_uhwi_p (@2)
3274        && tree_to_uhwi (@2) < element_precision (type)
3275        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3276            || optab_handler (smul_optab,
3277                              TYPE_MODE (type)) != CODE_FOR_nothing))
3278    (with { tree t = type;
3279            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t)) t = unsigned_type_for (t);
3280            unsigned int prec = element_precision (type);
3281            wide_int w = wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@1), prec);
3282            w += wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@2), prec);
3283            tree cst = wide_int_to_tree (VECTOR_TYPE_P (t) ? TREE_TYPE (t)
3284                                         : t, w);
3285            cst = build_uniform_cst (t, cst); }
3286     (convert (mult (convert:t @0) { cst; })))))
3287 #endif
3289 /* Canonicalize (X*C1)|(X*C2) and (X*C1)^(X*C2) to (C1+C2)*X when
3290    tree_nonzero_bits allows IOR and XOR to be treated like PLUS.
3291    Likewise, handle (X<<C3) and X as legitimate variants of X*C.  */
3292 (for op (bit_ior bit_xor)
3293  (simplify
3294   (op (mult:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3295       (mult:s@3 @1 INTEGER_CST@4))
3296   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3297        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@3)) == 0)
3298    (mult @1
3299          { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@4)); })))
3300  (simplify
3301   (op:c (mult:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3302         (lshift:s@3 @1 INTEGER_CST@4))
3303   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3304        && tree_int_cst_sgn (@4) > 0
3305        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@3)) == 0)
3306    (with { wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (type));
3307            wide_int c = wi::add (wi::to_wide (@2),
3308                                  wi::lshift (wone, wi::to_wide (@4))); }
3309     (mult @1 { wide_int_to_tree (type, c); }))))
3310  (simplify
3311   (op:c (mult:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3312         @1)
3313   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
3314        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
3315    (mult @1
3316          { wide_int_to_tree (type,
3317                              wi::add (wi::to_wide (@2), 1)); })))
3318  (simplify
3319   (op (lshift:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3320       (lshift:s@3 @1 INTEGER_CST@4))
3321   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3322        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
3323        && tree_int_cst_sgn (@4) > 0
3324        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@3)) == 0)
3325    (with { tree t = type;
3326            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t))
3327              t = unsigned_type_for (t);
3328            wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (t));
3329            wide_int c = wi::add (wi::lshift (wone, wi::to_wide (@2)),
3330                                  wi::lshift (wone, wi::to_wide (@4))); }
3331     (convert (mult:t (convert:t @1) { wide_int_to_tree (t,c); })))))
3332  (simplify
3333   (op:c (lshift:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
3334         @1)
3335   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3336        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
3337        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
3338    (with { tree t = type;
3339            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t))
3340              t = unsigned_type_for (t);
3341            wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (t));
3342            wide_int c = wi::add (wi::lshift (wone, wi::to_wide (@2)), wone); }
3343     (convert (mult:t (convert:t @1) { wide_int_to_tree (t, c); }))))))
3345 /* Simplifications of MIN_EXPR, MAX_EXPR, fmin() and fmax().  */
3347 (for minmax (min max)
3348  (simplify
3349   (minmax @0 @0)
3350   @0))
3351 /* For fmin() and fmax(), skip folding when both are sNaN.  */
3352 (for minmax (FMIN_ALL FMAX_ALL)
3353  (simplify
3354   (minmax @0 @0)
3355   (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
3356     @0)))
3357 /* min(max(x,y),y) -> y.  */
3358 (simplify
3359  (min:c (max:c @0 @1) @1)
3360  @1)
3361 /* max(min(x,y),y) -> y.  */
3362 (simplify
3363  (max:c (min:c @0 @1) @1)
3364  @1)
3365 /* max(a,-a) -> abs(a).  */
3366 (simplify
3367  (max:c @0 (negate @0))
3368  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
3369       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3370           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
3371   (abs @0)))
3372 /* min(a,-a) -> -abs(a).  */
3373 (simplify
3374  (min:c @0 (negate @0))
3375  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
3376       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
3377           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
3378   (negate (abs @0))))
3379 (simplify
3380  (min @0 @1)
3381  (switch
3382   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3383        && TYPE_MIN_VALUE (type)
3384        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
3385    @1)
3386   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3387        && TYPE_MAX_VALUE (type)
3388        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
3389    @0)))
3390 (simplify
3391  (max @0 @1)
3392  (switch
3393   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3394        && TYPE_MAX_VALUE (type)
3395        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
3396    @1)
3397   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3398        && TYPE_MIN_VALUE (type)
3399        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
3400    @0)))
3402 /* max (a, a + CST) -> a + CST where CST is positive.  */
3403 /* max (a, a + CST) -> a where CST is negative.  */
3404 (simplify
3405  (max:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
3406   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
3407    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
3408     @2
3409     @0)))
3411 /* min (a, a + CST) -> a where CST is positive.  */
3412 /* min (a, a + CST) -> a + CST where CST is negative. */
3413 (simplify
3414  (min:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
3415   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
3416    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
3417     @0
3418     @2)))
3420 /* Simplify min (&var[off0], &var[off1]) etc. depending on whether
3421    the addresses are known to be less, equal or greater.  */
3422 (for minmax (min max)
3423      cmp (lt gt)
3424  (simplify
3425   (minmax (convert1?@2 addr@0) (convert2?@3 addr@1))
3426   (with
3427    {
3428      poly_int64 off0, off1;
3429      tree base0, base1;
3430      int equal = address_compare (cmp, TREE_TYPE (@2), @0, @1, base0, base1,
3431                                   off0, off1, GENERIC);
3432    }
3433    (if (equal == 1)
3434     (if (minmax == MIN_EXPR)
3435      (if (known_le (off0, off1))
3436       @2
3437       (if (known_gt (off0, off1))
3438        @3))
3439      (if (known_ge (off0, off1))
3440       @2
3441       (if (known_lt (off0, off1))
3442        @3)))))))
3444 /* (convert (minmax ((convert (x) c)))) -> minmax (x c) if x is promoted
3445    and the outer convert demotes the expression back to x's type.  */
3446 (for minmax (min max)
3447  (simplify
3448   (convert (minmax@0 (convert @1) INTEGER_CST@2))
3449   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3450        && types_match (@1, type) && int_fits_type_p (@2, type)
3451        && TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIGN (type)
3452        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type))
3453    (minmax @1 (convert @2)))))
3455 (for minmax (FMIN_ALL FMAX_ALL)
3456  /* If either argument is NaN and other one is not sNaN, return the other
3457     one.  Avoid the transformation if we get (and honor) a signalling NaN.  */
3458  (simplify
3459   (minmax:c @0 REAL_CST@1)
3460    (if (real_isnan (TREE_REAL_CST_PTR (@1))
3461        && (!HONOR_SNANS (@1) || !TREE_REAL_CST (@1).signalling)
3462        && !tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
3463    @0)))
3464 /* Convert fmin/fmax to MIN_EXPR/MAX_EXPR.  C99 requires these
3465    functions to return the numeric arg if the other one is NaN.
3466    MIN and MAX don't honor that, so only transform if -ffinite-math-only
3467    is set.  C99 doesn't require -0.0 to be handled, so we don't have to
3468    worry about it either.  */
3469 (if (flag_finite_math_only)
3470  (simplify
3471   (FMIN_ALL @0 @1)
3472   (min @0 @1))
3473  (simplify
3474   (FMAX_ALL @0 @1)
3475   (max @0 @1)))
3476 /* min (-A, -B) -> -max (A, B)  */
3477 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
3478      maxmin (max min FMAX_ALL FMIN_ALL)
3479  (simplify
3480   (minmax (negate:s@2 @0) (negate:s@3 @1))
3481   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3482        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3483            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
3484    (negate (maxmin @0 @1)))))
3485 /* MIN (~X, ~Y) -> ~MAX (X, Y)
3486    MAX (~X, ~Y) -> ~MIN (X, Y)  */
3487 (for minmax (min max)
3488  maxmin (max min)
3489  (simplify
3490   (minmax (bit_not:s@2 @0) (bit_not:s@3 @1))
3491   (bit_not (maxmin @0 @1))))
3493 /* MIN (X, Y) == X -> X <= Y  */
3494 (for minmax (min min max max)
3495      cmp    (eq  ne  eq  ne )
3496      out    (le  gt  ge  lt )
3497  (simplify
3498   (cmp:c (minmax:c @0 @1) @0)
3499   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3500    (out @0 @1))))
3501 /* MIN (X, 5) == 0 -> X == 0
3502    MIN (X, 5) == 7 -> false  */
3503 (for cmp (eq ne)
3504  (simplify
3505   (cmp (min @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3506   (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3507                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3508    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3509    (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3510                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3511     (cmp @0 @2)))))
3512 (for cmp (eq ne)
3513  (simplify
3514   (cmp (max @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3515   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3516                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3517    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3518    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3519                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3520     (cmp @0 @2)))))
3521 /* MIN (X, C1) < C2 -> X < C2 || C1 < C2  */
3522 (for minmax (min     min     max     max     min     min     max     max    )
3523      cmp    (lt      le      gt      ge      gt      ge      lt      le     )
3524      comb   (bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior bit_and bit_and bit_and bit_and)
3525  (simplify
3526   (cmp (minmax @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3527   (comb (cmp @0 @2) (cmp @1 @2))))
3529 /* X <= MAX(X, Y) -> true
3530    X > MAX(X, Y) -> false 
3531    X >= MIN(X, Y) -> true
3532    X < MIN(X, Y) -> false */
3533 (for minmax (min     min     max     max     )
3534      cmp    (ge      lt      le      gt      )
3535  (simplify
3536   (cmp @0 (minmax:c @0 @1))
3537   { constant_boolean_node (cmp == GE_EXPR || cmp == LE_EXPR, type); } ))
3539 /* Undo fancy ways of writing max/min or other ?: expressions, like
3540    a - ((a - b) & -(a < b))  and  a - (a - b) * (a < b) into (a < b) ? b : a.
3541    People normally use ?: and that is what we actually try to optimize.  */
3542 /* Transform A + (B-A)*cmp into cmp ? B : A.  */
3543 (simplify
3544  (plus:c @0 (mult:c (minus @1 @0) zero_one_valued_p@2))
3545  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3546       && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
3547   (cond (convert:boolean_type_node @2) @1 @0)))
3548 /* Transform A - (A-B)*cmp into cmp ? B : A.  */
3549 (simplify
3550  (minus @0 (mult:c (minus @0 @1) zero_one_valued_p@2))
3551  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3552       && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
3553   (cond (convert:boolean_type_node @2) @1 @0)))
3554 /* Transform A ^ (A^B)*cmp into cmp ? B : A.  */
3555 (simplify
3556  (bit_xor:c @0 (mult:c (bit_xor:c @0 @1) zero_one_valued_p@2))
3557  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3558       && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
3559   (cond (convert:boolean_type_node @2) @1 @0)))
3561 /* (x <= 0 ? -x : 0) -> max(-x, 0).  */
3562 (simplify
3563   (cond (le @0 integer_zerop@1) (negate@2 @0) integer_zerop@1)
3564   (max @2 @1))
3566 /* ((x & 0x1) == 0) ? y : z <op> y -> (-(typeof(y))(x & 0x1) & z) <op> y */
3567 (for op (bit_xor bit_ior)
3568  (simplify
3569   (cond (eq zero_one_valued_p@0
3570             integer_zerop)
3571         @1
3572         (op:c @2 @1))
3573   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3574        && TYPE_PRECISION (type) > 1
3575        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
3576        (op (bit_and (negate (convert:type @0)) @2) @1))))
3578 /* ((x & 0x1) == 0) ? z <op> y : y -> (-(typeof(y))(x & 0x1) & z) <op> y */
3579 (for op (bit_xor bit_ior)
3580  (simplify
3581   (cond (ne zero_one_valued_p@0
3582             integer_zerop)
3583        (op:c @2 @1)
3584         @1)
3585   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3586        && TYPE_PRECISION (type) > 1
3587        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
3588        (op (bit_and (negate (convert:type @0)) @2) @1))))
3590 /* Simplifications of shift and rotates.  */
3592 (for rotate (lrotate rrotate)
3593  (simplify
3594   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
3595   @0))
3597 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
3598 (simplify
3599  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
3600  (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
3601   @0))
3603 /* Optimize (x >> c) << c into x & (-1<<c).  */
3604 (simplify
3605  (lshift (nop_convert? (rshift @0 INTEGER_CST@1)) @1)
3606  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type)))
3607   /* It doesn't matter if the right shift is arithmetic or logical.  */
3608   (bit_and (view_convert @0) (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
3610 (simplify
3611  (lshift (convert (convert@2 (rshift @0 INTEGER_CST@1))) @1)
3612  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))
3613       /* Allow intermediate conversion to integral type with whatever sign, as
3614          long as the low TYPE_PRECISION (type)
3615          - TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) bits are preserved.  */
3616       && INTEGRAL_TYPE_P (type)
3617       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3618       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3619       && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3620       && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (type)
3621           || wi::geu_p (wi::to_wide (@1),
3622                         TYPE_PRECISION (type)
3623                         - TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)))))
3624   (bit_and (convert @0) (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
3626 /* Optimize (x << c) >> c into x & ((unsigned)-1 >> c) for unsigned
3627    types.  */
3628 (simplify
3629  (rshift (lshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
3630  (if (TYPE_UNSIGNED (type)
3631       && (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))))
3632   (bit_and @0 (rshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
3634 /* Optimize x >> x into 0 */
3635 (simplify
3636  (rshift @0 @0)
3637   { build_zero_cst (type); })
3639 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
3640  (simplify
3641   (shiftrotate @0 integer_zerop)
3642   (non_lvalue @0))
3643  (simplify
3644   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
3645   @0)
3646  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
3647     if vector2 is uniform.  */
3648  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
3649   (simplify
3650    (shiftrotate @0 vec@1)
3651    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
3652     (if (tem)
3653      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
3655 /* Simplify X << Y where Y's low width bits are 0 to X, as only valid
3656    Y is 0.  Similarly for X >> Y.  */
3657 #if GIMPLE
3658 (for shift (lshift rshift)
3659  (simplify
3660   (shift @0 SSA_NAME@1)
3661    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3662     (with {
3663       int width = ceil_log2 (element_precision (TREE_TYPE (@0)));
3664       int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
3665      }
3666      (if ((get_nonzero_bits (@1) & wi::mask (width, false, prec)) == 0)
3667       @0)))))
3668 #endif
3670 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
3671    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
3672 (simplify
3673  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
3674  (rrotate @0 { const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
3675                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
3676                                            element_precision (type)), @1); }))
3678 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
3679 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
3680  (simplify
3681   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3682   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
3683    (if (wi::ge_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
3684         && wi::lt_p (wi::to_wide (@1), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
3685         && wi::ge_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
3686         && wi::lt_p (wi::to_wide (@2), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
3687     (with { unsigned int low = (tree_to_uhwi (@1)
3688                                 + tree_to_uhwi (@2)); }
3689      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
3690         being well defined.  */
3691      (if (low >= prec)
3692       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
3693        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); })
3694        (if (TYPE_UNSIGNED (type) || op == LSHIFT_EXPR)
3695         { build_zero_cst (type); }
3696         (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); })))
3697       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); })))))))
3700 /* Simplify (CST << x) & 1 to 0 if CST is even or to x == 0 if it is odd.  */
3701 (simplify
3702  (bit_and (lshift INTEGER_CST@1 @0) integer_onep)
3703   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) != 0)
3704    (convert (eq:boolean_type_node @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
3705    { build_zero_cst (type); }))
3707 /* Simplify ((C << x) & D) != 0 where C and D are power of two constants,
3708    either to false if D is smaller (unsigned comparison) than C, or to
3709    x == log2 (D) - log2 (C).  Similarly for right shifts.  */
3710 (for cmp (ne eq)
3711      icmp (eq ne)
3712  (simplify
3713   (cmp (bit_and (lshift integer_pow2p@1 @0) integer_pow2p@2) integer_zerop)
3714    (with { int c1 = wi::clz (wi::to_wide (@1));
3715            int c2 = wi::clz (wi::to_wide (@2)); }
3716     (if (c1 < c2)
3717      { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? false : true, type); }
3718      (icmp @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@0), c1 - c2); }))))
3719  (simplify
3720   (cmp (bit_and (rshift integer_pow2p@1 @0) integer_pow2p@2) integer_zerop)
3721    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
3722     (with { int c1 = wi::clz (wi::to_wide (@1));
3723             int c2 = wi::clz (wi::to_wide (@2)); }
3724      (if (c1 > c2)
3725       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? false : true, type); }
3726       (icmp @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@0), c2 - c1); }))))))
3728 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
3729    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
3730    if CST2 != 0.  */
3731 (for cmp (ne eq)
3732  (simplify
3733   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
3734   (with { int cand = wi::ctz (wi::to_wide (@2)) - wi::ctz (wi::to_wide (@0)); }
3735    (if (cand < 0
3736         || (!integer_zerop (@2)
3737             && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) != wi::to_wide (@2)))
3738     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3739     (if (!integer_zerop (@2)
3740          && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) == wi::to_wide (@2))
3741      (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); }))))))
3743 /* Fold ((X << C1) & C2) cmp C3 into (X & (C2 >> C1)) cmp (C3 >> C1)
3744         ((X >> C1) & C2) cmp C3 into (X & (C2 << C1)) cmp (C3 << C1).  */
3745 (for cmp (ne eq)
3746  (simplify
3747   (cmp (bit_and:s (lshift:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
3748   (if (tree_fits_shwi_p (@1)
3749        && tree_to_shwi (@1) > 0
3750        && tree_to_shwi (@1) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
3751     (if (tree_to_shwi (@1) > wi::ctz (wi::to_wide (@3)))
3752       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3753       (with { wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
3754               wide_int c2 = wi::lrshift (wi::to_wide (@2), c1);
3755               wide_int c3 = wi::lrshift (wi::to_wide (@3), c1); }
3756         (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), c2); })
3757              { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), c3); })))))
3758  (simplify
3759   (cmp (bit_and:s (rshift:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
3760   (if (tree_fits_shwi_p (@1)
3761        && tree_to_shwi (@1) > 0
3762        && tree_to_shwi (@1) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
3763     (with { tree t0 = TREE_TYPE (@0);
3764             unsigned int prec = TYPE_PRECISION (t0);
3765             wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
3766             wide_int c2 = wi::to_wide (@2);
3767             wide_int c3 = wi::to_wide (@3);
3768             wide_int sb = wi::set_bit_in_zero (prec - 1, prec); }
3769       (if ((c2 & c3) != c3)
3770         { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3771         (if (TYPE_UNSIGNED (t0))
3772           (if ((c3 & wi::arshift (sb, c1 - 1)) != 0)
3773             { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3774             (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (t0, c2 << c1); })
3775                  { wide_int_to_tree (t0, c3 << c1); }))
3776           (with { wide_int smask = wi::arshift (sb, c1); }
3777             (switch
3778               (if ((c2 & smask) == 0)
3779                 (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (t0, c2 << c1); })
3780                      { wide_int_to_tree (t0, c3 << c1); }))
3781               (if ((c3 & smask) == 0)
3782                 (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (t0, (c2 << c1) | sb); })
3783                      { wide_int_to_tree (t0, c3 << c1); }))
3784               (if ((c2 & smask) != (c3 & smask))
3785                 { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
3786               (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (t0, (c2 << c1) | sb); })
3787                    { wide_int_to_tree (t0, (c3 << c1) | sb); })))))))))
3789 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
3790         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
3791    if the new mask might be further optimized.  */
3792 (for shift (lshift rshift)
3793  (simplify
3794   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
3795            INTEGER_CST@2)
3796    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
3797         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
3798         && tree_fits_uhwi_p (@1)
3799         && tree_to_uhwi (@1) > 0
3800         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
3801     (with
3802      {
3803        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
3804        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
3805        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
3806        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
3807        unsigned int prec;
3809        if (shift == LSHIFT_EXPR)
3810          zerobits = ((HOST_WIDE_INT_1U << shiftc) - 1);
3811        else if (shift == RSHIFT_EXPR
3812                 && type_has_mode_precision_p (shift_type))
3813          {
3814            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
3815            tree arg00 = @0;
3816            /* See if more bits can be proven as zero because of
3817               zero extension.  */
3818            if (@3 != @0
3819                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
3820              {
3821                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
3822                if (type_has_mode_precision_p (inner_type)
3823                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
3824                  {
3825                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
3826                    /* See if we can shorten the right shift.  */
3827                    if (shiftc < prec)
3828                      shift_type = inner_type;
3829                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
3830                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
3831                       is all ones.  */
3832                  }
3833              }
3834            zerobits = HOST_WIDE_INT_M1U;
3835            if (shiftc < prec)
3836              {
3837                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
3838                zerobits <<= prec - shiftc;
3839              }
3840            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
3841               can contain actually sign bits, so no transformation is
3842               possible, unless MASK masks them all away.  In that
3843               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
3844            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
3845                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
3846              {
3847                if ((mask & zerobits) == 0)
3848                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
3849                else
3850                  zerobits = 0;
3851              }
3852          }
3853      }
3854      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
3855      (if ((mask & zerobits) == mask)
3856       { build_int_cst (type, 0); }
3857       (with { newmask = mask | zerobits; }
3858        (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
3859         (with
3860          {
3861            /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
3862               mode's mask.  */
3863            for (prec = BITS_PER_UNIT;
3864                 prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
3865              if (newmask == (HOST_WIDE_INT_1U << prec) - 1)
3866                break;
3867          }
3868          (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
3869               || newmask == HOST_WIDE_INT_M1U)
3870           (with
3871            { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
3872            (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
3873             (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
3874              (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; })
3875              (bit_and @4 { newmaskt; })))))))))))))
3877 /* ((1 << n) & M) != 0  -> n == log2 (M) */
3878 (for cmp (ne eq)
3879        icmp (eq ne)
3880  (simplify
3881   (cmp
3882    (bit_and
3883     (nop_convert? (lshift integer_onep @0)) integer_pow2p@1) integer_zerop)
3884   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3885    (icmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
3886                                 wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1))); }))))
3888 /* Fold (X {&,^,|} C2) << C1 into (X << C1) {&,^,|} (C2 << C1)
3889    (X {&,^,|} C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
3890 (for shift (lshift rshift)
3891  (for bit_op (bit_and bit_xor bit_ior)
3892   (simplify
3893    (shift (convert?:s (bit_op:s @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
3894    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3895     (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
3896      (if (mask)
3897       (bit_op (shift (convert @0) @1) { mask; })))))))
3899 /* ~(~X >> Y) -> X >> Y (for arithmetic shift).  */
3900 (simplify
3901  (bit_not (convert1?:s (rshift:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
3902   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3903        && (element_precision (TREE_TYPE (@0))
3904            <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3905            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))))
3906    (with
3907     { tree shift_type = TREE_TYPE (@0); }
3908      (convert (rshift (convert:shift_type @1) @2)))))
3910 /* ~(~X >>r Y) -> X >>r Y
3911    ~(~X <<r Y) -> X <<r Y */
3912 (for rotate (lrotate rrotate)
3913  (simplify
3914   (bit_not (convert1?:s (rotate:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
3915    (if ((element_precision (TREE_TYPE (@0))
3916          <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3917          || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
3918         && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
3919             || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
3920     (with
3921      { tree rotate_type = TREE_TYPE (@0); }
3922       (convert (rotate (convert:rotate_type @1) @2))))))
3924 (for cmp (eq ne)
3925  (for rotate (lrotate rrotate)
3926       invrot (rrotate lrotate)
3927   /* (X >>r Y) cmp (Z >>r Y) may simplify to X cmp Y. */
3928   (simplify
3929    (cmp (rotate @1 @0) (rotate @2 @0))
3930    (cmp @1 @2))
3931   /* (X >>r C1) cmp C2 may simplify to X cmp C3. */
3932   (simplify
3933    (cmp (rotate @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3934    (cmp @0 { const_binop (invrot, TREE_TYPE (@0), @2, @1); }))
3935   /* (X >>r Y) cmp C where C is 0 or ~0, may simplify to X cmp C.  */
3936   (simplify
3937    (cmp (rotate @0 @1) INTEGER_CST@2)
3938     (if (integer_zerop (@2) || integer_all_onesp (@2))
3939      (cmp @0 @2)))))
3941 /* Narrow a lshift by constant.  */
3942 (simplify
3943  (convert (lshift:s@0 @1 INTEGER_CST@2))
3944  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3945       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3946       && !integer_zerop (@2)
3947       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
3948   (if (TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3949        || wi::ltu_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (type)))
3950    (lshift (convert @1) @2)
3951    (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))
3952     { build_zero_cst (type); }))))
3954 /* Simplifications of conversions.  */
3956 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
3957 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
3958  (simplify
3959   (cvt @0)
3960   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3961        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
3962    @0)))
3964 /* Contract view-conversions.  */
3965 (simplify
3966   (view_convert (view_convert @0))
3967   (view_convert @0))
3969 /* For integral conversions with the same precision or pointer
3970    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
3971 (simplify
3972   (view_convert @0)
3973   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
3974        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3975        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
3976    (convert @0)))
3978 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size, or
3979    zero-extend while keeping the same size (for bool-to-char).  */
3980 (simplify
3981   (view_convert (convert@0 @1))
3982   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3983        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3984        && TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))
3985        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3986            || (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3987                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))))
3988    (view_convert @1)))
3990 /* Simplify a view-converted empty or single-element constructor.  */
3991 (simplify
3992   (view_convert CONSTRUCTOR@0)
3993   (with
3994    { tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
3995                   ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0); }
3996    (switch
3997     (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
3998      { build_zero_cst (type); })
3999     (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 1
4000          && VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (ctor))
4001          && operand_equal_p (TYPE_SIZE (type),
4002                              TYPE_SIZE (TREE_TYPE
4003                                (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value))))
4004      (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value; })))))
4006 /* Re-association barriers around constants and other re-association
4007    barriers can be removed.  */
4008 (simplify
4009  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
4010  @0)
4011 (simplify
4012  (paren (paren@1 @0))
4013  @1)
4015 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
4016 (for ocvt (convert float fix_trunc)
4017  (for icvt (convert float)
4018   (simplify
4019    (ocvt (icvt@1 @0))
4020    (with
4021     {
4022       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
4023       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
4024       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
4025       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
4026       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
4027       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
4028       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
4029       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
4030       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
4031       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
4032       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
4033       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
4034       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
4035       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
4036       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
4037       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
4038       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
4039       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
4040       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
4041       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
4042     }
4043    (switch
4044     /* In addition to the cases of two conversions in a row
4045        handled below, if we are converting something to its own
4046        type via an object of identical or wider precision, neither
4047        conversion is needed.  */
4048     (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
4049           || (GENERIC
4050               && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
4051          && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
4052              || (inter_float && final_float))
4053          && inter_prec >= final_prec)
4054      (ocvt @0))
4056     /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
4057        float or both integer, we don't need the middle conversion if the
4058        former is wider than the latter and doesn't change the signedness
4059        (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
4060        then we sometimes need the middle conversion.  */
4061     (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
4062          && (final_int || final_float)
4063          && inter_prec >= inside_prec
4064          && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp))
4065      (ocvt @0))
4067     /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
4068        replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
4069        final conversion does not change precision we can drop the
4070        intermediate conversion.  */
4071     (if (inside_int && inter_int && final_int
4072          && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
4073               && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
4074              || final_prec == inter_prec))
4075      (ocvt @0))
4077     /* Two conversions in a row are not needed unless:
4078         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
4079         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
4080         - the intermediate type is narrower than both initial and
4081           final, or
4082         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
4083           and the outermost type is wider than the intermediate, or
4084         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
4085           intermediate and final types differ, or
4086         - the final type is a pointer type and the precisions of the
4087           initial and intermediate types differ.  */
4088     (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
4089          && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
4090          && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
4091          && ! (inside_int && inter_int
4092                && inter_unsignedp != inside_unsignedp
4093                && inter_prec < final_prec)
4094          && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
4095              == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
4096          && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
4097          && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec))
4098      (ocvt @0))
4100     /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
4101        canonicalized as bitwise and of a mask.  */
4102     (if (GIMPLE /* PR70366: doing this in GENERIC breaks -Wconversion.  */
4103          && final_int && inter_int && inside_int
4104          && final_prec == inside_prec
4105          && final_prec > inter_prec
4106          && inter_unsignedp)
4107      (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
4108                               (inside_type,
4109                                wi::mask (inter_prec, false,
4110                                          TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
4112     /* If we are converting an integer to a floating-point that can
4113        represent it exactly and back to an integer, we can skip the
4114        floating-point conversion.  */
4115     (if (GIMPLE /* PR66211 */
4116          && inside_int && inter_float && final_int &&
4117          (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
4118          >= inside_prec - !inside_unsignedp)
4119      (convert @0)))))))
4121 /* (float_type)(integer_type) x -> trunc (x) if the type of x matches
4122    float_type.  Only do the transformation if we do not need to preserve
4123    trapping behaviour, so require !flag_trapping_math. */
4124 #if GIMPLE
4125 (simplify
4126    (float (fix_trunc @0))
4127    (if (!flag_trapping_math
4128         && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
4129         && direct_internal_fn_supported_p (IFN_TRUNC, type,
4130                                           OPTIMIZE_FOR_BOTH))
4131       (IFN_TRUNC @0)))
4132 #endif
4134 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
4135    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
4136    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
4137 (simplify
4138   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
4139   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4140        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4141        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4142        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
4143                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
4144    (convert @0)))
4147 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
4148 (simplify
4149   (mult (convert1? (exact_div @0 @@1)) (convert2? @1))
4150   (convert @0))
4152 /* Simplify (A / B) * B + (A % B) -> A.  */
4153 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div)
4154      mod (trunc_mod ceil_mod floor_mod round_mod)
4155   (simplify
4156    (plus:c (mult:c (div @0 @1) @1) (mod @0 @1))
4157    @0))
4159 /* x / y * y == x -> x % y == 0.  */
4160 (simplify
4161   (eq:c (mult:c (trunc_div:s @0 @1) @1) @0)
4162   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != COMPLEX_TYPE)
4163     (eq (trunc_mod @0 @1) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
4165 /* ((X /[ex] A) +- B) * A  -->  X +- A * B.  */
4166 (for op (plus minus)
4167  (simplify
4168   (mult (convert1? (op (convert2? (exact_div @0 INTEGER_CST@@1)) INTEGER_CST@2)) @1)
4169   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
4170        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)))
4171    (with
4172      {
4173        wi::overflow_type overflow;
4174        wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
4175                                TYPE_SIGN (type), &overflow);
4176      }
4177      (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2))
4178          && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)) && !overflow)
4179       (op @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
4180       (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
4181        (convert (op (convert:utype @0)
4182                     (mult (convert:utype @1) (convert:utype @2))))))))))
4184 /* Canonicalization of binary operations.  */
4186 /* Convert X + -C into X - C.  */
4187 (simplify
4188  (plus @0 REAL_CST@1)
4189  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
4190   (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); }
4191    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
4192     (minus @0 { tem; })))))
4194 /* Convert x+x into x*2.  */
4195 (simplify
4196  (plus @0 @0)
4197  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
4198   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })
4199   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
4200    (mult @0 { build_int_cst (type, 2); }))))
4202 /* 0 - X  ->  -X.  */
4203 (simplify
4204  (minus integer_zerop @1)
4205  (negate @1))
4206 (simplify
4207  (pointer_diff integer_zerop @1)
4208  (negate (convert @1)))
4210 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
4211    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
4212    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
4213 (simplify
4214  (minus real_zerop@0 @1)
4215  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, @0, 0))
4216   (negate @1)))
4218 /* Transform x * -1 into -x.  */
4219 (simplify
4220  (mult @0 integer_minus_onep)
4221  (negate @0))
4223 /* Reassociate (X * CST) * Y to (X * Y) * CST.  This does not introduce
4224    signed overflow for CST != 0 && CST != -1.  */
4225 (simplify
4226  (mult:c (mult:s@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
4227  (if (TREE_CODE (@2) != INTEGER_CST
4228       && single_use (@3)
4229       && !integer_zerop (@1) && !integer_minus_onep (@1))
4230   (mult (mult @0 @2) @1)))
4232 /* True if we can easily extract the real and imaginary parts of a complex
4233    number.  */
4234 (match compositional_complex
4235  (convert? (complex @0 @1)))
4237 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
4238 (simplify
4239  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
4240  @0)
4241 (simplify
4242  (realpart (complex @0 @1))
4243  @0)
4244 (simplify
4245  (imagpart (complex @0 @1))
4246  @1)
4248 /* Sometimes we only care about half of a complex expression.  */
4249 (simplify
4250  (realpart (convert?:s (conj:s @0)))
4251  (convert (realpart @0)))
4252 (simplify
4253  (imagpart (convert?:s (conj:s @0)))
4254  (convert (negate (imagpart @0))))
4255 (for part (realpart imagpart)
4256  (for op (plus minus)
4257   (simplify
4258    (part (convert?:s@2 (op:s @0 @1)))
4259    (convert (op (part @0) (part @1))))))
4260 (simplify
4261  (realpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
4262  (convert (COS @0)))
4263 (simplify
4264  (imagpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
4265  (convert (SIN @0)))
4267 /* conj(conj(x)) -> x  */
4268 (simplify
4269  (conj (convert? (conj @0)))
4270  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type))
4271   (convert @0)))
4273 /* conj({x,y}) -> {x,-y}  */
4274 (simplify
4275  (conj (convert?:s (complex:s @0 @1)))
4276  (with { tree itype = TREE_TYPE (type); }
4277   (complex (convert:itype @0) (negate (convert:itype @1)))))
4279 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
4280 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32
4281             BUILT_IN_BSWAP64 BUILT_IN_BSWAP128)
4282  (simplify
4283   (bswap (bswap @0))
4284   @0)
4285  (simplify
4286   (bswap (bit_not (bswap @0)))
4287   (bit_not @0))
4288  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
4289   (simplify
4290    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
4291    (bitop @0 (bswap @1))))
4292  (for cmp (eq ne)
4293   (simplify
4294    (cmp (bswap@2 @0) (bswap @1))
4295    (with { tree ctype = TREE_TYPE (@2); }
4296     (cmp (convert:ctype @0) (convert:ctype @1))))
4297   (simplify
4298    (cmp (bswap @0) INTEGER_CST@1)
4299    (with { tree ctype = TREE_TYPE (@1); }
4300     (cmp (convert:ctype @0) (bswap! @1)))))
4301  /* (bswap(x) >> C1) & C2 can sometimes be simplified to (x >> C3) & C2.  */
4302  (simplify
4303   (bit_and (convert1? (rshift@0 (convert2? (bswap@4 @1)) INTEGER_CST@2))
4304            INTEGER_CST@3)
4305    (if (BITS_PER_UNIT == 8
4306         && tree_fits_uhwi_p (@2)
4307         && tree_fits_uhwi_p (@3))
4308     (with
4309      {
4310       unsigned HOST_WIDE_INT prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4));
4311       unsigned HOST_WIDE_INT bits = tree_to_uhwi (@2);
4312       unsigned HOST_WIDE_INT mask = tree_to_uhwi (@3);
4313       unsigned HOST_WIDE_INT lo = bits & 7;
4314       unsigned HOST_WIDE_INT hi = bits - lo;
4315      }
4316      (if (bits < prec
4317           && mask < (256u>>lo)
4318           && bits < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE(@0)))
4319       (with { unsigned HOST_WIDE_INT ns = (prec - (hi + 8)) + lo; }
4320        (if (ns == 0)
4321         (bit_and (convert @1) @3)
4322         (with
4323          {
4324           tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1));
4325           tree nst = build_int_cst (integer_type_node, ns);
4326          }
4327          (bit_and (convert (rshift:utype (convert:utype @1) {nst;})) @3))))))))
4328  /* bswap(x) >> C1 can sometimes be simplified to (T)x >> C2.  */
4329  (simplify
4330   (rshift (convert? (bswap@2 @0)) INTEGER_CST@1)
4331    (if (BITS_PER_UNIT == 8
4332         && CHAR_TYPE_SIZE == 8
4333         && tree_fits_uhwi_p (@1))
4334     (with
4335      {
4336       unsigned HOST_WIDE_INT prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2));
4337       unsigned HOST_WIDE_INT bits = tree_to_uhwi (@1);
4338       /* If the bswap was extended before the original shift, this
4339          byte (shift) has the sign of the extension, not the sign of
4340          the original shift.  */
4341       tree st = TYPE_PRECISION (type) > prec ? TREE_TYPE (@2) : type;
4342      }
4343      /* Special case: logical right shift of sign-extended bswap.
4344         (unsigned)(short)bswap16(x)>>12 is (unsigned)((short)x<<8)>>12. */
4345      (if (TYPE_PRECISION (type) > prec
4346           && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2))
4347           && TYPE_UNSIGNED (type)
4348           && bits < prec && bits + 8 >= prec)
4349       (with { tree nst = build_int_cst (integer_type_node, prec - 8); }
4350        (rshift (convert (lshift:st (convert:st @0) {nst;})) @1))
4351       (if (bits + 8 == prec)
4352        (if (TYPE_UNSIGNED (st))
4353         (convert (convert:unsigned_char_type_node @0))
4354         (convert (convert:signed_char_type_node @0)))
4355        (if (bits < prec && bits + 8 > prec)
4356         (with 
4357          {
4358           tree nst = build_int_cst (integer_type_node, bits & 7);
4359           tree bt = TYPE_UNSIGNED (st) ? unsigned_char_type_node
4360                                        : signed_char_type_node;
4361          }
4362          (convert (rshift:bt (convert:bt @0) {nst;})))))))))
4363  /* bswap(x) & C1 can sometimes be simplified to (x >> C2) & C1.  */
4364  (simplify
4365   (bit_and (convert? (bswap@2 @0)) INTEGER_CST@1)
4366    (if (BITS_PER_UNIT == 8
4367         && tree_fits_uhwi_p (@1)
4368         && tree_to_uhwi (@1) < 256)
4369     (with
4370      {
4371       unsigned HOST_WIDE_INT prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2));
4372       tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
4373       tree nst = build_int_cst (integer_type_node, prec - 8);
4374      }
4375      (bit_and (convert (rshift:utype (convert:utype @0) {nst;})) @1)))))
4378 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
4380 /* Simplify constant conditions.
4381    Only optimize constant conditions when the selected branch
4382    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
4383    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
4384    Note that we cannot throw away the fold-const.cc variant nor
4385    this one as we depend on doing this transform before possibly
4386    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.cc one can optimize
4387    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
4388    genmatch cannot handle.  */
4389 (simplify
4390  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
4391  (if (integer_zerop (@0))
4392   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)) || VOID_TYPE_P (type))
4393    @2)
4394   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || VOID_TYPE_P (type))
4395    @1)))
4396 (simplify
4397  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
4398  (if (integer_all_onesp (@0))
4399   @1
4400   (if (integer_zerop (@0))
4401    @2)))
4403 /* Sink unary operations to branches, but only if we do fold both.  */
4404 (for op (negate bit_not abs absu)
4405  (simplify
4406   (op (vec_cond:s @0 @1 @2))
4407   (vec_cond @0 (op! @1) (op! @2))))
4409 /* Sink binary operation to branches, but only if we can fold it.  */
4410 (for op (tcc_comparison plus minus mult bit_and bit_ior bit_xor
4411          lshift rshift rdiv trunc_div ceil_div floor_div round_div
4412          trunc_mod ceil_mod floor_mod round_mod min max)
4413 /* (c ? a : b) op (c ? d : e)  -->  c ? (a op d) : (b op e) */
4414  (simplify
4415   (op (vec_cond:s @0 @1 @2) (vec_cond:s @0 @3 @4))
4416   (vec_cond @0 (op! @1 @3) (op! @2 @4)))
4418 /* (c ? a : b) op d  -->  c ? (a op d) : (b op d) */
4419  (simplify
4420   (op (vec_cond:s @0 @1 @2) @3)
4421   (vec_cond @0 (op! @1 @3) (op! @2 @3)))
4422  (simplify
4423   (op @3 (vec_cond:s @0 @1 @2))
4424   (vec_cond @0 (op! @3 @1) (op! @3 @2))))
4426 #if GIMPLE
4427 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @1 @4)
4428  (bit_and (convert?@4 (ATOMIC_FETCH_OR_XOR_N @2 INTEGER_CST@0 @3))
4429            INTEGER_CST@1)
4430  (with {
4431          int ibit = tree_log2 (@0);
4432          int ibit2 = tree_log2 (@1);
4433        }
4434   (if (ibit == ibit2
4435       && ibit >= 0
4436       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))))
4438 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @1 @3)
4439  (bit_and (convert?@3 (SYNC_FETCH_OR_XOR_N @2 INTEGER_CST@0))
4440           INTEGER_CST@1)
4441  (with {
4442          int ibit = tree_log2 (@0);
4443          int ibit2 = tree_log2 (@1);
4444        }
4445   (if (ibit == ibit2
4446       && ibit >= 0
4447       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))))
4449 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @0 @4)
4450  (bit_and:c
4451   (convert1?@4
4452    (ATOMIC_FETCH_OR_XOR_N @2 (nop_convert? (lshift@0 integer_onep@5 @6)) @3))
4453   (convert2? @0))
4454  (if (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))))
4456 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @0 @4)
4457  (bit_and:c
4458   (convert1?@4
4459    (SYNC_FETCH_OR_XOR_N @2 (nop_convert? (lshift@0 integer_onep@3 @5))))
4460   (convert2? @0))
4461  (if (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))))
4463 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @1 @3)
4464  (bit_and@4 (convert?@3 (ATOMIC_FETCH_AND_N @2 INTEGER_CST@0 @5))
4465             INTEGER_CST@1)
4466  (with {
4467          int ibit = wi::exact_log2 (wi::zext (wi::bit_not (wi::to_wide (@0)),
4468                                               TYPE_PRECISION(type)));
4469          int ibit2 = tree_log2 (@1);
4470        }
4471   (if (ibit == ibit2
4472       && ibit >= 0
4473       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))))
4475 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @0 @1 @3)
4476  (bit_and@4
4477   (convert?@3 (SYNC_FETCH_AND_AND_N @2 INTEGER_CST@0))
4478   INTEGER_CST@1)
4479  (with {
4480          int ibit = wi::exact_log2 (wi::zext (wi::bit_not (wi::to_wide (@0)),
4481                                               TYPE_PRECISION(type)));
4482          int ibit2 = tree_log2 (@1);
4483        }
4484   (if (ibit == ibit2
4485       && ibit >= 0
4486       && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))))))
4488 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @4 @0 @3)
4489  (bit_and:c
4490   (convert1?@3
4491    (ATOMIC_FETCH_AND_N @2 (nop_convert?@4 (bit_not (lshift@0 integer_onep@6 @7))) @5))
4492   (convert2? @0))
4493  (if (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)))))
4495 (match (nop_atomic_bit_test_and_p @4 @0 @3)
4496  (bit_and:c
4497   (convert1?@3
4498    (SYNC_FETCH_AND_AND_N @2 (nop_convert?@4 (bit_not (lshift@0 integer_onep@6 @7)))))
4499   (convert2? @0))
4500   (if (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)))))
4502 #endif
4504 /* (v ? w : 0) ? a : b is just (v & w) ? a : b
4505    Currently disabled after pass lvec because ARM understands
4506    VEC_COND_EXPR<v==w,-1,0> but not a plain v==w fed to BIT_IOR_EXPR.  */
4507 (simplify
4508  (vec_cond (vec_cond:s @0 @3 integer_zerop) @1 @2)
4509  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
4510   (vec_cond (bit_and @0 @3) @1 @2)))
4511 (simplify
4512  (vec_cond (vec_cond:s @0 integer_all_onesp @3) @1 @2)
4513  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
4514   (vec_cond (bit_ior @0 @3) @1 @2)))
4515 (simplify
4516  (vec_cond (vec_cond:s @0 integer_zerop @3) @1 @2)
4517  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
4518   (vec_cond (bit_ior @0 (bit_not @3)) @2 @1)))
4519 (simplify
4520  (vec_cond (vec_cond:s @0 @3 integer_all_onesp) @1 @2)
4521  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
4522   (vec_cond (bit_and @0 (bit_not @3)) @2 @1)))
4524 /* c1 ? c2 ? a : b : b  -->  (c1 & c2) ? a : b  */
4525 (simplify
4526  (vec_cond @0 (vec_cond:s @1 @2 @3) @3)
4527  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
4528   (vec_cond (bit_and @0 @1) @2 @3)))
4529 (simplify
4530  (vec_cond @0 @2 (vec_cond:s @1 @2 @3))
4531  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
4532   (vec_cond (bit_ior @0 @1) @2 @3)))
4533 (simplify
4534  (vec_cond @0 (vec_cond:s @1 @2 @3) @2)
4535  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
4536   (vec_cond (bit_ior (bit_not @0) @1) @2 @3)))
4537 (simplify
4538  (vec_cond @0 @3 (vec_cond:s @1 @2 @3))
4539  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
4540   (vec_cond (bit_and (bit_not @0) @1) @2 @3)))
4542 /* Canonicalize mask ? { 0, ... } : { -1, ...} to ~mask if the mask
4543    types are compatible.  */
4544 (simplify
4545  (vec_cond @0 VECTOR_CST@1 VECTOR_CST@2)
4546  (if (VECTOR_BOOLEAN_TYPE_P (type)
4547       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
4548   (if (integer_zerop (@1) && integer_all_onesp (@2))
4549    (bit_not @0)
4550    (if (integer_all_onesp (@1) && integer_zerop (@2))
4551     @0))))
4553 /* A few simplifications of "a ? CST1 : CST2". */
4554 /* NOTE: Only do this on gimple as the if-chain-to-switch
4555    optimization depends on the gimple to have if statements in it. */
4556 #if GIMPLE
4557 (simplify
4558  (cond @0 INTEGER_CST@1 INTEGER_CST@2)
4559  (switch
4560   (if (integer_zerop (@2))
4561    (switch
4562     /* a ? 1 : 0 -> a if 0 and 1 are integral types. */
4563     (if (integer_onep (@1))
4564      (convert (convert:boolean_type_node @0)))
4565     /* a ? powerof2cst : 0 -> a << (log2(powerof2cst)) */
4566     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && integer_pow2p (@1))
4567      (with {
4568        tree shift = build_int_cst (integer_type_node, tree_log2 (@1));
4569       }
4570       (lshift (convert (convert:boolean_type_node @0)) { shift; })))
4571     /* a ? -1 : 0 -> -a.  No need to check the TYPE_PRECISION not being 1
4572        here as the powerof2cst case above will handle that case correctly.  */
4573     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && integer_all_onesp (@1))
4574      (negate (convert (convert:boolean_type_node @0))))))
4575   (if (integer_zerop (@1))
4576    (with {
4577       tree booltrue = constant_boolean_node (true, boolean_type_node);
4578     }
4579     (switch
4580      /* a ? 0 : 1 -> !a. */
4581      (if (integer_onep (@2))
4582       (convert (bit_xor (convert:boolean_type_node @0) { booltrue; } )))
4583      /* a ? powerof2cst : 0 -> (!a) << (log2(powerof2cst)) */
4584      (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) &&  integer_pow2p (@2))
4585       (with {
4586         tree shift = build_int_cst (integer_type_node, tree_log2 (@2));
4587        }
4588        (lshift (convert (bit_xor (convert:boolean_type_node @0) { booltrue; } ))
4589         { shift; })))
4590      /* a ? -1 : 0 -> -(!a).  No need to check the TYPE_PRECISION not being 1
4591        here as the powerof2cst case above will handle that case correctly.  */
4592      (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && integer_all_onesp (@2))
4593       (negate (convert (bit_xor (convert:boolean_type_node @0) { booltrue; } ))))
4594     )
4595    )
4596   )
4599 #endif
4601 (simplify
4602  (convert (cond@0 @1 INTEGER_CST@2 INTEGER_CST@3))
4603  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4604       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4605   (cond @1 (convert @2) (convert @3))))
4607 /* Simplification moved from fold_cond_expr_with_comparison.  It may also
4608    be extended.  */
4609 /* This pattern implements two kinds simplification:
4611    Case 1)
4612    (cond (cmp (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (minmax (x c)) if:
4613      1) Conversions are type widening from smaller type.
4614      2) Const c1 equals to c2 after canonicalizing comparison.
4615      3) Comparison has tree code LT, LE, GT or GE.
4616    This specific pattern is needed when (cmp (convert x) c) may not
4617    be simplified by comparison patterns because of multiple uses of
4618    x.  It also makes sense here because simplifying across multiple
4619    referred var is always benefitial for complicated cases.
4621    Case 2)
4622    (cond (eq (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (cond (eq x c1) c1 c2).  */
4623 (for cmp (lt le gt ge eq)
4624  (simplify
4625   (cond (cmp (convert1? @1) INTEGER_CST@3) (convert2? @1) INTEGER_CST@2)
4626   (with
4627    {
4628      tree from_type = TREE_TYPE (@1);
4629      tree c1_type = TREE_TYPE (@3), c2_type = TREE_TYPE (@2);
4630      enum tree_code code = ERROR_MARK;
4632      if (INTEGRAL_TYPE_P (from_type)
4633          && int_fits_type_p (@2, from_type)
4634          && (types_match (c1_type, from_type)
4635              || (TYPE_PRECISION (c1_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
4636                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
4637                      || TYPE_SIGN (c1_type) == TYPE_SIGN (from_type))))
4638          && (types_match (c2_type, from_type)
4639              || (TYPE_PRECISION (c2_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
4640                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
4641                      || TYPE_SIGN (c2_type) == TYPE_SIGN (from_type)))))
4642        {
4643          if (cmp != EQ_EXPR)
4644            {
4645              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) - 1))
4646                {
4647                  /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
4648                  if (cmp == LE_EXPR)
4649                    code = LT_EXPR;
4650                  /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
4651                  if (cmp == GT_EXPR)
4652                    code = GE_EXPR;
4653                }
4654              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) + 1))
4655                {
4656                  /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
4657                  if (cmp == LT_EXPR)
4658                    code = LE_EXPR;
4659                  /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
4660                  if (cmp == GE_EXPR)
4661                    code = GT_EXPR;
4662                }
4663              if (code != ERROR_MARK
4664                  || wi::to_widest (@2) == wi::to_widest (@3))
4665                {
4666                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
4667                    code = MIN_EXPR;
4668                  if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4669                    code = MAX_EXPR;
4670                }
4671            }
4672          /* Can do A == C1 ? A : C2  ->  A == C1 ? C1 : C2?  */
4673          else if (int_fits_type_p (@3, from_type))
4674            code = EQ_EXPR;
4675        }
4676    }
4677    (if (code == MAX_EXPR)
4678     (convert (max @1 (convert @2)))
4679     (if (code == MIN_EXPR)
4680      (convert (min @1 (convert @2)))
4681      (if (code == EQ_EXPR)
4682       (convert (cond (eq @1 (convert @3))
4683                      (convert:from_type @3) (convert:from_type @2)))))))))
4685 /* (cond (cmp (convert? x) c1) (op x c2) c3) -> (op (minmax x c1) c2) if:
4687      1) OP is PLUS or MINUS.
4688      2) CMP is LT, LE, GT or GE.
4689      3) C3 == (C1 op C2), and computation doesn't have undefined behavior.
4691    This pattern also handles special cases like:
4693      A) Operand x is a unsigned to signed type conversion and c1 is
4694         integer zero.  In this case,
4695           (signed type)x  < 0  <=>  x  > MAX_VAL(signed type)
4696           (signed type)x >= 0  <=>  x <= MAX_VAL(signed type)
4697      B) Const c1 may not equal to (C3 op' C2).  In this case we also
4698         check equality for (c1+1) and (c1-1) by adjusting comparison
4699         code.
4701    TODO: Though signed type is handled by this pattern, it cannot be
4702    simplified at the moment because C standard requires additional
4703    type promotion.  In order to match&simplify it here, the IR needs
4704    to be cleaned up by other optimizers, i.e, VRP.  */
4705 (for op (plus minus)
4706  (for cmp (lt le gt ge)
4707   (simplify
4708    (cond (cmp (convert? @X) INTEGER_CST@1) (op @X INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
4709    (with { tree from_type = TREE_TYPE (@X), to_type = TREE_TYPE (@1); }
4710     (if (types_match (from_type, to_type)
4711          /* Check if it is special case A).  */
4712          || (TYPE_UNSIGNED (from_type)
4713              && !TYPE_UNSIGNED (to_type)
4714              && TYPE_PRECISION (from_type) == TYPE_PRECISION (to_type)
4715              && integer_zerop (@1)
4716              && (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)))
4717      (with
4718       {
4719         wi::overflow_type overflow = wi::OVF_NONE;
4720         enum tree_code code, cmp_code = cmp;
4721         wide_int real_c1;
4722         wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
4723         wide_int c2 = wi::to_wide (@2);
4724         wide_int c3 = wi::to_wide (@3);
4725         signop sgn = TYPE_SIGN (from_type);
4727         /* Handle special case A), given x of unsigned type:
4728             ((signed type)x  < 0) <=> (x  > MAX_VAL(signed type))
4729             ((signed type)x >= 0) <=> (x <= MAX_VAL(signed type))  */
4730         if (!types_match (from_type, to_type))
4731           {
4732             if (cmp_code == LT_EXPR)
4733               cmp_code = GT_EXPR;
4734             if (cmp_code == GE_EXPR)
4735               cmp_code = LE_EXPR;
4736             c1 = wi::max_value (to_type);
4737           }
4738         /* To simplify this pattern, we require c3 = (c1 op c2).  Here we
4739            compute (c3 op' c2) and check if it equals to c1 with op' being
4740            the inverted operator of op.  Make sure overflow doesn't happen
4741            if it is undefined.  */
4742         if (op == PLUS_EXPR)
4743           real_c1 = wi::sub (c3, c2, sgn, &overflow);
4744         else
4745           real_c1 = wi::add (c3, c2, sgn, &overflow);
4747         code = cmp_code;
4748         if (!overflow || !TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (from_type))
4749           {
4750             /* Check if c1 equals to real_c1.  Boundary condition is handled
4751                by adjusting comparison operation if necessary.  */
4752             if (!wi::cmp (wi::sub (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
4753                 && !overflow)
4754               {
4755                 /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
4756                 if (cmp_code == LE_EXPR)
4757                   code = LT_EXPR;
4758                 /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
4759                 if (cmp_code == GT_EXPR)
4760                   code = GE_EXPR;
4761               }
4762             if (!wi::cmp (wi::add (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
4763                 && !overflow)
4764               {
4765                 /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
4766                 if (cmp_code == LT_EXPR)
4767                   code = LE_EXPR;
4768                 /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
4769                 if (cmp_code == GE_EXPR)
4770                   code = GT_EXPR;
4771               }
4772             if (code != cmp_code || !wi::cmp (real_c1, c1, sgn))
4773               {
4774                 if (cmp_code == LT_EXPR || cmp_code == LE_EXPR)
4775                   code = MIN_EXPR;
4776                 if (cmp_code == GT_EXPR || cmp_code == GE_EXPR)
4777                   code = MAX_EXPR;
4778               }
4779           }
4780       }
4781       (if (code == MAX_EXPR)
4782        (op (max @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
4783            { wide_int_to_tree (from_type, c2); })
4784        (if (code == MIN_EXPR)
4785         (op (min @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
4786             { wide_int_to_tree (from_type, c2); })))))))))
4788 #if GIMPLE
4789 /* A >= B ? A : B -> max (A, B) and friends.  The code is still
4790    in fold_cond_expr_with_comparison for GENERIC folding with
4791    some extra constraints.  */
4792 (for cmp (eq ne le lt unle unlt ge gt unge ungt uneq ltgt)
4793  (simplify
4794   (cond (cmp:c (nop_convert1?@c0 @0) (nop_convert2?@c1 @1))
4795         (convert3? @0) (convert4? @1))
4796   (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
4797        && (/* Allow widening conversions of the compare operands as data.  */
4798            (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4799             && types_match (TREE_TYPE (@c0), TREE_TYPE (@0))
4800             && types_match (TREE_TYPE (@c1), TREE_TYPE (@1))
4801             && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) <= TYPE_PRECISION (type)
4802             && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)) <= TYPE_PRECISION (type))
4803            /* Or sign conversions for the comparison.  */
4804            || (types_match (type, TREE_TYPE (@0))
4805                && types_match (type, TREE_TYPE (@1)))))
4806    (switch
4807     (if (cmp == EQ_EXPR)
4808      (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4809       (view_convert @c1)
4810       (convert @c1)))
4811     (if (cmp == NE_EXPR)
4812      (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4813       (view_convert @c0)
4814       (convert @c0)))
4815     (if (cmp == LE_EXPR || cmp == UNLE_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == UNLT_EXPR)
4816      (if (!HONOR_NANS (type))
4817       (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4818        (view_convert (min @c0 @c1))
4819        (convert (min @c0 @c1)))))
4820     (if (cmp == GE_EXPR || cmp == UNGE_EXPR || cmp == GT_EXPR || cmp == UNGT_EXPR)
4821      (if (!HONOR_NANS (type))
4822       (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4823        (view_convert (max @c0 @c1))
4824        (convert (max @c0 @c1)))))
4825     (if (cmp == UNEQ_EXPR)
4826      (if (!HONOR_NANS (type))
4827       (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4828        (view_convert @c1)
4829        (convert @c1))))
4830     (if (cmp == LTGT_EXPR)
4831      (if (!HONOR_NANS (type))
4832       (if (VECTOR_TYPE_P (type))
4833        (view_convert @c0)
4834        (convert @c0))))))))
4835 #endif
4837 /* X != C1 ? -X : C2 simplifies to -X when -C1 == C2.  */
4838 (simplify
4839  (cond (ne @0 INTEGER_CST@1) (negate@3 @0) INTEGER_CST@2)
4840  (if (!TYPE_SATURATING (type)
4841       && (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
4842           || !wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@1)))
4843       && wi::eq_p (wi::neg (wi::to_wide (@1)), wi::to_wide (@2)))
4844   @3))
4846 /* X != C1 ? ~X : C2 simplifies to ~X when ~C1 == C2.  */
4847 (simplify
4848  (cond (ne @0 INTEGER_CST@1) (bit_not@3 @0) INTEGER_CST@2)
4849  (if (wi::eq_p (wi::bit_not (wi::to_wide (@1)), wi::to_wide (@2)))
4850   @3))
4852 /* (X + 1) > Y ? -X : 1 simplifies to X >= Y ? -X : 1 when
4853    X is unsigned, as when X + 1 overflows, X is -1, so -X == 1.  */
4854 (simplify
4855  (cond (gt (plus @0 integer_onep) @1) (negate @0) integer_onep@2)
4856  (if (TYPE_UNSIGNED (type))
4857   (cond (ge @0 @1) (negate @0) @2)))
4859 (for cnd (cond vec_cond)
4860  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
4861  (simplify
4862   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
4863   (cnd @0 @1 @3))
4864  (simplify
4865   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
4866   (cnd @0 @1 @3))
4867  /* A ? B : (!A ? C : X) -> A ? B : C.  */
4868  /* ???  This matches embedded conditions open-coded because genmatch
4869     would generate matching code for conditions in separate stmts only.
4870     The following is still important to merge then and else arm cases
4871     from if-conversion.  */
4872  (simplify
4873   (cnd @0 @1 (cnd @2 @3 @4))
4874   (if (inverse_conditions_p (@0, @2))
4875    (cnd @0 @1 @3)))
4876  (simplify
4877   (cnd @0 (cnd @1 @2 @3) @4)
4878   (if (inverse_conditions_p (@0, @1))
4879    (cnd @0 @3 @4)))
4881  /* A ? B : B -> B.  */
4882  (simplify
4883   (cnd @0 @1 @1)
4884   @1)
4886  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
4887  (simplify
4888   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
4889   (cnd @0 @2 @1)))
4891 /* abs/negative simplifications moved from fold_cond_expr_with_comparison,
4892    Need to handle (A - B) case as fold_cond_expr_with_comparison does.
4893    Need to handle UN* comparisons.
4895    None of these transformations work for modes with signed
4896    zeros.  If A is +/-0, the first two transformations will
4897    change the sign of the result (from +0 to -0, or vice
4898    versa).  The last four will fix the sign of the result,
4899    even though the original expressions could be positive or
4900    negative, depending on the sign of A.
4902    Note that all these transformations are correct if A is
4903    NaN, since the two alternatives (A and -A) are also NaNs.  */
4905 (for cnd (cond vec_cond)
4906  /* A == 0 ? A : -A    same as -A */
4907  (for cmp (eq uneq)
4908   (simplify
4909    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate@1 @0))
4910     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4911      @1))
4912   (simplify
4913    (cnd (cmp @0 zerop) zerop (negate@1 @0))
4914     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4915      @1))
4917  /* A != 0 ? A : -A    same as A */
4918  (for cmp (ne ltgt)
4919   (simplify
4920    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate @0))
4921     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4922      @0))
4923   (simplify
4924    (cnd (cmp @0 zerop) @0 integer_zerop)
4925     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4926      @0))
4928  /* A >=/> 0 ? A : -A    same as abs (A) */
4929  (for cmp (ge gt)
4930   (simplify
4931    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate @0))
4932     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
4933          && !TYPE_UNSIGNED (type))
4934      (abs @0))))
4935  /* A <=/< 0 ? A : -A    same as -abs (A) */
4936  (for cmp (le lt)
4937   (simplify
4938    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate @0))
4939     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
4940          && !TYPE_UNSIGNED (type))
4941      (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
4942           && !TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
4943       (with {
4944         tree utype = unsigned_type_for (type);
4945        }
4946        (convert (negate (absu:utype @0))))
4947        (negate (abs @0)))))
4951 /* -(type)!A -> (type)A - 1.  */
4952 (simplify
4953  (negate (convert?:s (logical_inverted_value:s @0)))
4954  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4955       && TREE_CODE (type) != BOOLEAN_TYPE
4956       && TYPE_PRECISION (type) > 1
4957       && TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
4958       && ssa_name_has_boolean_range (@0))
4959   (plus (convert:type @0) { build_all_ones_cst (type); })))
4961 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C ? -1 : 0), since vector comparisons
4962    return all -1 or all 0 results.  */
4963 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
4964    but that isn't necessarily a win on its own.  */
4965 (simplify
4966  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
4967  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
4968       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
4969                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
4970       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
4971           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
4972   (minus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
4974 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C ? -1 : 0).  */
4975 (simplify
4976  (minus @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
4977  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
4978       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
4979                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
4980       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
4981           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
4982   (plus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
4985 /* Simplifications of comparisons.  */
4987 /* See if we can reduce the magnitude of a constant involved in a
4988    comparison by changing the comparison code.  This is a canonicalization
4989    formerly done by maybe_canonicalize_comparison_1.  */
4990 (for cmp  (le gt)
4991      acmp (lt ge)
4992  (simplify
4993   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
4994   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
4995    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == -1)
4996      (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4997                                    wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4998                                                      wi::to_wide (cst)
4999                                                      + 1)); })))))
5000 (for cmp  (ge lt)
5001      acmp (gt le)
5002  (simplify
5003   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
5004   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
5005    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == 1)
5006     (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
5007                                   wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
5008                                   wi::to_wide (cst) - 1)); })))))
5010 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
5011    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
5012    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
5013    that with expression code iteration.  */
5014 (for cmp (tcc_comparison)
5015      icmp (inverted_tcc_comparison)
5016      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
5017  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
5018     and handle some more cases by using
5019       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
5020     here but for that genmatch would need to "inline" that.
5021     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
5022  (simplify
5023   (bit_not (cmp @0 @1))
5024   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
5025        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
5026    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
5027       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
5028       a computed operator in the replacement tree thus we have
5029       to play the trick below.  */
5030    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
5031              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
5032     (if (ic == icmp)
5033      (icmp @0 @1)
5034      (if (ic == ncmp)
5035       (ncmp @0 @1))))))
5036  (simplify
5037   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
5038   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
5039             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
5040    (if (ic == icmp)
5041     (icmp @0 @1)
5042     (if (ic == ncmp)
5043      (ncmp @0 @1)))))
5044  /* The following bits are handled by fold_binary_op_with_conditional_arg.  */
5045  (simplify
5046   (ne (cmp@2 @0 @1) integer_zerop)
5047   (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2)))
5048    (cmp @0 @1)))
5049  (simplify
5050   (eq (cmp@2 @0 @1) integer_truep)
5051   (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2)))
5052    (cmp @0 @1)))
5053  (simplify
5054   (ne (cmp@2 @0 @1) integer_truep)
5055   (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2)))
5056    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
5057              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
5058     (if (ic == icmp)
5059      (icmp @0 @1)
5060      (if (ic == ncmp)
5061       (ncmp @0 @1))))))
5062  (simplify
5063   (eq (cmp@2 @0 @1) integer_zerop)
5064   (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2)))
5065    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
5066              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
5067     (if (ic == icmp)
5068      (icmp @0 @1)
5069      (if (ic == ncmp)
5070       (ncmp @0 @1)))))))
5072 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
5073    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
5074    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
5075    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
5076    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
5077 (for cmp (eq ne)
5078  (for sub (minus pointer_diff)
5079   (simplify
5080    (cmp (sub@2 @0 @1) integer_zerop)
5081    (if (single_use (@2))
5082     (cmp @0 @1)))))
5084 /* Simplify (x < 0) ^ (y < 0) to (x ^ y) < 0 and
5085    (x >= 0) ^ (y >= 0) to (x ^ y) < 0.  */
5086 (for cmp (lt ge)
5087  (simplify
5088   (bit_xor (cmp:s @0 integer_zerop) (cmp:s @1 integer_zerop))
5089    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5090         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5091         && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
5092     (lt (bit_xor @0 @1) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
5093 /* Simplify (x < 0) ^ (y >= 0) to (x ^ y) >= 0 and
5094    (x >= 0) ^ (y < 0) to (x ^ y) >= 0.  */
5095 (simplify
5096  (bit_xor:c (lt:s @0 integer_zerop) (ge:s @1 integer_zerop))
5097   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5098        && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5099        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
5100    (ge (bit_xor @0 @1) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
5102 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
5103    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
5104    often enough for folding it to be of value.  One example is in
5105    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
5106 (for cmp (simple_comparison)
5107      scmp (swapped_simple_comparison)
5108  (simplify
5109   (cmp (mult@3 @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
5110   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
5111   (if (integer_zerop (@1))
5112    (cmp @1 @2)
5113    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5114         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
5115         && single_use (@3))
5116     /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
5117     (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
5118      (scmp @0 @2)
5119      (cmp @0 @2))))))
5121 /* For integral types with undefined overflow fold
5122    x * C1 == C2 into x == C2 / C1 or false.
5123    If overflow wraps and C1 is odd, simplify to x == C2 / C1 in the ring
5124    Z / 2^n Z.  */
5125 (for cmp (eq ne)
5126  (simplify
5127   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
5128   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5129        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
5130        && wi::to_wide (@1) != 0)
5131    (with { widest_int quot; }
5132     (if (wi::multiple_of_p (wi::to_widest (@2), wi::to_widest (@1),
5133                             TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)), &quot))
5134      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), quot); })
5135      { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
5136    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5137         && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
5138         && (wi::bit_and (wi::to_wide (@1), 1) == 1))
5139     (cmp @0
5140      {
5141        tree itype = TREE_TYPE (@0);
5142        int p = TYPE_PRECISION (itype);
5143        wide_int m = wi::one (p + 1) << p;
5144        wide_int a = wide_int::from (wi::to_wide (@1), p + 1, UNSIGNED);
5145        wide_int i = wide_int::from (wi::mod_inv (a, m),
5146                                     p, TYPE_SIGN (itype));
5147        wide_int_to_tree (itype, wi::mul (i, wi::to_wide (@2)));
5148      })))))
5150 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
5151    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
5152 (for cmp (eq ge le)
5153  (simplify
5154   (cmp @0 @0)
5155   (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5156        || ! tree_expr_maybe_nan_p (@0))
5157    { constant_boolean_node (true, type); }
5158    (if (cmp != EQ_EXPR
5159         /* With -ftrapping-math conversion to EQ loses an exception.  */
5160         && (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5161             || ! flag_trapping_math))
5162     (eq @0 @0)))))
5163 (for cmp (ne gt lt)
5164  (simplify
5165   (cmp @0 @0)
5166   (if (cmp != NE_EXPR
5167        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5168        || ! tree_expr_maybe_nan_p (@0))
5169    { constant_boolean_node (false, type); })))
5170 (for cmp (unle unge uneq)
5171  (simplify
5172   (cmp @0 @0)
5173   { constant_boolean_node (true, type); }))
5174 (for cmp (unlt ungt)
5175  (simplify
5176   (cmp @0 @0)
5177   (unordered @0 @0)))
5178 (simplify
5179  (ltgt @0 @0)
5180  (if (!flag_trapping_math || !tree_expr_maybe_nan_p (@0))
5181   { constant_boolean_node (false, type); }))
5183 /* x == ~x -> false */
5184 /* x != ~x -> true */
5185 (for cmp (eq ne)
5186  (simplify
5187   (cmp:c @0 (bit_not @0))
5188   { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
5190 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
5191 (for cmp (simple_comparison)
5192  (simplify
5193   (cmp (bit_not@2 @0) (bit_not@3 @1))
5194   (if (single_use (@2) && single_use (@3))
5195    (cmp @1 @0))))
5197 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
5198 (for cmp (simple_comparison)
5199      scmp (swapped_simple_comparison)
5200  (simplify
5201   (cmp (bit_not@2 @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
5202   (if (single_use (@2)
5203        && (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST))
5204    (scmp @0 (bit_not @1)))))
5206 (for cmp (simple_comparison)
5207  (simplify
5208   (cmp @0 REAL_CST@1)
5209   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
5210   (switch
5211    /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
5212    (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
5213     (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
5214    /* (-0) CMP b -> 0 CMP b.  */
5215    (if (TREE_CODE (@0) == REAL_CST
5216         && REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@0)))
5217     (cmp { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); } @1))
5218    /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
5219    (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
5220         && (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR || !flag_trapping_math)
5221         && !tree_expr_signaling_nan_p (@1)
5222         && !tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
5223     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
5224    /* NaN != y is always true, other ops are always false.  */
5225    (if (TREE_CODE (@0) == REAL_CST
5226         && REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@0))
5227         && (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR || !flag_trapping_math)
5228         && !tree_expr_signaling_nan_p (@0)
5229         && !tree_expr_signaling_nan_p (@1))
5230     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
5231    /* Fold comparisons against infinity.  */
5232    (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
5233         && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
5234     (with
5235      {
5236        REAL_VALUE_TYPE max;
5237        enum tree_code code = cmp;
5238        bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
5239        if (neg)
5240          code = swap_tree_comparison (code);
5241      }
5242      (switch
5243       /* x > +Inf is always false, if we ignore NaNs or exceptions.  */
5244       (if (code == GT_EXPR
5245            && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
5246        { constant_boolean_node (false, type); })
5247       (if (code == LE_EXPR)
5248        /* x <= +Inf is always true, if we don't care about NaNs.  */
5249        (if (! HONOR_NANS (@0))
5250         { constant_boolean_node (true, type); }
5251         /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. !isnan(x), but this loses
5252            an "invalid" exception.  */
5253         (if (!flag_trapping_math)
5254          (eq @0 @0))))
5255       /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX, but
5256          for == this introduces an exception for x a NaN.  */
5257       (if ((code == EQ_EXPR && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
5258            || code == GE_EXPR)
5259        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
5260         (if (neg)
5261          (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
5262          (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
5263       /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
5264       (if (code == LT_EXPR)
5265        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
5266         (if (neg)
5267          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
5268          (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
5269       /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX), but this introduces
5270          an exception for x a NaN so use an unordered comparison.  */
5271       (if (code == NE_EXPR)
5272        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
5273         (if (! HONOR_NANS (@0))
5274          (if (neg)
5275           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
5276           (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
5277          (if (neg)
5278           (unge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
5279           (unle @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))))))))
5281  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
5282     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
5283     comparison with a revised real constant as long as no overflow
5284     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
5285  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
5286   (for op (plus minus)
5287    (simplify
5288     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
5289     (with
5290      {
5291        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
5292                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
5293      }
5294      (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
5295       (cmp @0 { tem; }))))))
5297  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
5298     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
5299     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
5300     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
5301  (if (flag_associative_math)
5302   (simplify
5303    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
5304    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
5305     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
5306      (cmp { tem; } @1)))))
5308  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
5309  (if (flag_unsafe_math_optimizations && ! flag_errno_math)
5310   (for sq (SQRT)
5311    (simplify
5312     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
5313     (switch
5314      (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
5315       (switch
5316        /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
5317        (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
5318         { constant_boolean_node (false, type); })
5319        /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
5320           don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
5321        (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
5322         { constant_boolean_node (true, type); })
5323        /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
5324        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })))
5325      (if (real_equal (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
5326       (switch
5327        /* sqrt(x) < 0 is always false.  */
5328        (if (cmp == LT_EXPR)
5329         { constant_boolean_node (false, type); })
5330        /* sqrt(x) >= 0 is always true if we don't care about NaNs.  */
5331        (if (cmp == GE_EXPR && !HONOR_NANS (@0))
5332         { constant_boolean_node (true, type); })
5333        /* sqrt(x) <= 0 -> x == 0.  */
5334        (if (cmp == LE_EXPR)
5335         (eq @0 @1))
5336        /* Otherwise sqrt(x) cmp 0 -> x cmp 0.  Here cmp can be >=, >,
5337           == or !=.  In the last case:
5339             (sqrt(x) != 0) == (NaN != 0) == true == (x != 0)
5341           if x is negative or NaN.  Due to -funsafe-math-optimizations,
5342           the results for other x follow from natural arithmetic.  */
5343        (cmp @0 @1)))
5344      (if ((cmp == LT_EXPR
5345            || cmp == LE_EXPR
5346            || cmp == GT_EXPR
5347            || cmp == GE_EXPR)
5348           && !REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
5349           /* Give up for -frounding-math.  */
5350           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (TREE_TYPE (@0)))
5351       (with
5352        {
5353          REAL_VALUE_TYPE c2;
5354          enum tree_code ncmp = cmp;
5355          const real_format *fmt
5356            = REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)));
5357          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
5358                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
5359          real_convert (&c2, fmt, &c2);
5360          /* See PR91734: if c2 is inexact and sqrt(c2) < c (or sqrt(c2) >= c),
5361             then change LT_EXPR into LE_EXPR or GE_EXPR into GT_EXPR.  */
5362          if (!REAL_VALUE_ISINF (c2))
5363            {
5364              tree c3 = fold_const_call (CFN_SQRT, TREE_TYPE (@0),
5365                                         build_real (TREE_TYPE (@0), c2));
5366              if (c3 == NULL_TREE || TREE_CODE (c3) != REAL_CST)
5367                ncmp = ERROR_MARK;
5368              else if ((cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5369                       && real_less (&TREE_REAL_CST (c3), &TREE_REAL_CST (@1)))
5370                ncmp = cmp == LT_EXPR ? LE_EXPR : GT_EXPR;
5371              else if ((cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
5372                       && real_less (&TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (c3)))
5373                ncmp = cmp == LE_EXPR ? LT_EXPR : GE_EXPR;
5374              else
5375                {
5376                  /* With rounding to even, sqrt of up to 3 different values
5377                     gives the same normal result, so in some cases c2 needs
5378                     to be adjusted.  */
5379                  REAL_VALUE_TYPE c2alt, tow;
5380                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5381                    tow = dconst0;
5382                  else
5383                    tow = dconstinf;
5384                  real_nextafter (&c2alt, fmt, &c2, &tow);
5385                  real_convert (&c2alt, fmt, &c2alt);
5386                  if (REAL_VALUE_ISINF (c2alt))
5387                    ncmp = ERROR_MARK;
5388                  else
5389                    {
5390                      c3 = fold_const_call (CFN_SQRT, TREE_TYPE (@0),
5391                                            build_real (TREE_TYPE (@0), c2alt));
5392                      if (c3 == NULL_TREE || TREE_CODE (c3) != REAL_CST)
5393                        ncmp = ERROR_MARK;
5394                      else if (real_equal (&TREE_REAL_CST (c3),
5395                                           &TREE_REAL_CST (@1)))
5396                        c2 = c2alt;
5397                    }
5398                }
5399            }
5400        }
5401        (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5402         (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
5403          /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
5404          (if (HONOR_INFINITIES (@0))
5405           (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
5406           { constant_boolean_node (false, type); })
5407          /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
5408          (if (ncmp != ERROR_MARK)
5409           (if (ncmp == GE_EXPR)
5410            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
5411            (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
5412         /* else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)  */
5413         (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
5414          (switch
5415           /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
5416              value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
5417           (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
5418            { constant_boolean_node (true, type); })
5419           /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
5420              don't care about NaNs.  */
5421           (if (! HONOR_NANS (@0))
5422            (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
5423           /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
5424              don't care about Infinities.  */
5425           (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
5426            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
5427           /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
5428           (if (GENERIC)
5429            (truth_andif
5430             (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
5431             (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
5432          /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
5433          (if (ncmp != ERROR_MARK && ! HONOR_NANS (@0))
5434           (if (ncmp == LT_EXPR)
5435            (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
5436            (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
5437           /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
5438           (if (ncmp != ERROR_MARK && GENERIC)
5439            (if (ncmp == LT_EXPR)
5440             (truth_andif
5441              (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
5442              (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
5443             (truth_andif
5444              (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
5445              (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })))))))))))
5446    /* Transform sqrt(x) cmp sqrt(y) -> x cmp y.  */
5447    (simplify
5448     (cmp (sq @0) (sq @1))
5449       (if (! HONOR_NANS (@0))
5450         (cmp @0 @1))))))
5452 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP (FTYPE) M.  */
5453 (for cmp  (lt le eq ne ge gt unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
5454      icmp (lt le eq ne ge gt unordered ordered lt   le   gt   ge   eq   ne)
5455  (simplify
5456   (cmp (float@0 @1) (float @2))
5457    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5458         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5459     (with
5460      {
5461        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))));
5462        tree type1 = TREE_TYPE (@1);
5463        bool type1_signed_p = TYPE_SIGN (type1) == SIGNED;
5464        tree type2 = TREE_TYPE (@2);
5465        bool type2_signed_p = TYPE_SIGN (type2) == SIGNED;
5466      }
5467      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (type1)
5468           && fmt.can_represent_integral_type_p (type2))
5469       (if (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == UNORDERED_EXPR)
5470        { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR, type); }
5471        (if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (type2)
5472             && type1_signed_p >= type2_signed_p)
5473         (icmp @1 (convert @2))
5474         (if (TYPE_PRECISION (type1) < TYPE_PRECISION (type2)
5475              && type1_signed_p <= type2_signed_p)
5476          (icmp (convert:type2 @1) @2)
5477          (if (TYPE_PRECISION (type1) == TYPE_PRECISION (type2)
5478               && type1_signed_p == type2_signed_p)
5479           (icmp @1 @2))))))))))
5481 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP CST.  */
5482 (for cmp  (lt le eq ne ge gt)
5483      icmp (le le eq ne ge ge)
5484  (simplify
5485   (cmp (float @0) REAL_CST@1)
5486    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5487         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
5488     (with
5489      {
5490        tree itype = TREE_TYPE (@0);
5491        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))));
5492        const REAL_VALUE_TYPE *cst = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
5493        /* Be careful to preserve any potential exceptions due to
5494           NaNs.  qNaNs are ok in == or != context.
5495           TODO: relax under -fno-trapping-math or
5496           -fno-signaling-nans.  */
5497        bool exception_p
5498          = real_isnan (cst) && (cst->signalling
5499                                 || (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR));
5500      }
5501      /* TODO: allow non-fitting itype and SNaNs when
5502         -fno-trapping-math.  */
5503      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (itype) && ! exception_p)
5504       (with
5505        {
5506          signop isign = TYPE_SIGN (itype);
5507          REAL_VALUE_TYPE imin, imax;
5508          real_from_integer (&imin, fmt, wi::min_value (itype), isign);
5509          real_from_integer (&imax, fmt, wi::max_value (itype), isign);
5511          REAL_VALUE_TYPE icst;
5512          if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5513            real_ceil (&icst, fmt, cst);
5514          else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
5515            real_floor (&icst, fmt, cst);
5516          else
5517            real_trunc (&icst, fmt, cst);
5519          bool cst_int_p = !real_isnan (cst) && real_identical (&icst, cst);
5521          bool overflow_p = false;
5522          wide_int icst_val
5523            = real_to_integer (&icst, &overflow_p, TYPE_PRECISION (itype));
5524        }
5525        (switch
5526         /* Optimize cases when CST is outside of ITYPE's range.  */
5527         (if (real_compare (LT_EXPR, cst, &imin))
5528          { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
5529                                   type); })
5530         (if (real_compare (GT_EXPR, cst, &imax))
5531          { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
5532                                   type); })
5533         /* Remove cast if CST is an integer representable by ITYPE.  */
5534         (if (cst_int_p)
5535          (cmp @0 { gcc_assert (!overflow_p);
5536                    wide_int_to_tree (itype, icst_val); })
5537         )
5538         /* When CST is fractional, optimize
5539             (FTYPE) N == CST -> 0
5540             (FTYPE) N != CST -> 1.  */
5541         (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
5542          { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
5543         /* Otherwise replace with sensible integer constant.  */
5544         (with
5545          {
5546            gcc_checking_assert (!overflow_p);
5547          }
5548          (icmp @0 { wide_int_to_tree (itype, icst_val); })))))))))
5550 /* Fold A /[ex] B CMP C to A CMP B * C.  */
5551 (for cmp (eq ne)
5552  (simplify
5553   (cmp (exact_div @0 @1) INTEGER_CST@2)
5554   (if (!integer_zerop (@1))
5555    (if (wi::to_wide (@2) == 0)
5556     (cmp @0 @2)
5557     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
5558      (with
5559       {
5560         wi::overflow_type ovf;
5561         wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
5562                                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
5563       }
5564       (if (ovf)
5565        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
5566        (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))))
5567 (for cmp (lt le gt ge)
5568  (simplify
5569   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
5570   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
5571    (with
5572     {
5573       wi::overflow_type ovf;
5574       wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
5575                                TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
5576     }
5577     (if (ovf)
5578      { constant_boolean_node (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0,
5579                                         TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
5580                               != (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR), type); }
5581      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))
5583 /* Fold (size_t)(A /[ex] B) CMP C to (size_t)A CMP (size_t)B * C or A CMP' 0.
5585    For small C (less than max/B), this is (size_t)A CMP (size_t)B * C.
5586    For large C (more than min/B+2^size), this is also true, with the
5587    multiplication computed modulo 2^size.
5588    For intermediate C, this just tests the sign of A.  */
5589 (for cmp  (lt le gt ge)
5590      cmp2 (ge ge lt lt)
5591  (simplify
5592   (cmp (convert (exact_div @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
5593   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2))
5594        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5595        && wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
5596    (with
5597     {
5598       tree utype = TREE_TYPE (@2);
5599       wide_int denom = wi::to_wide (@1);
5600       wide_int right = wi::to_wide (@2);
5601       wide_int smax = wi::sdiv_trunc (wi::max_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
5602       wide_int smin = wi::sdiv_trunc (wi::min_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
5603       bool small = wi::leu_p (right, smax);
5604       bool large = wi::geu_p (right, smin);
5605     }
5606     (if (small || large)
5607      (cmp (convert:utype @0) (mult @2 (convert @1)))
5608      (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))))
5610 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
5611 (simplify
5612  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
5613  (if (types_match (@0, @1))
5614   (unordered @0 @1)))
5615 (simplify
5616  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
5617  (if (types_match (@0, @1))
5618   (ordered @0 @1)))
5619 (simplify
5620  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
5621  @2)
5622 (simplify
5623  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
5624  @2)
5626 /* Simple range test simplifications.  */
5627 /* A < B || A >= B -> true.  */
5628 (for test1 (lt le le le ne ge)
5629      test2 (ge gt ge ne eq ne)
5630  (simplify
5631   (bit_ior:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
5632   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5633        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5634    { constant_boolean_node (true, type); })))
5635 /* A < B && A >= B -> false.  */
5636 (for test1 (lt lt lt le ne eq)
5637      test2 (ge gt eq gt eq gt)
5638  (simplify
5639   (bit_and:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
5640   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5641        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5642    { constant_boolean_node (false, type); })))
5644 /* A & (2**N - 1) <= 2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) == 0
5645    A & (2**N - 1) >  2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) != 0
5647    Note that comparisons
5648      A & (2**N - 1) <  2**K   -> A & (2**N - 2**K) == 0
5649      A & (2**N - 1) >= 2**K   -> A & (2**N - 2**K) != 0
5650    will be canonicalized to above so there's no need to
5651    consider them here.
5652  */
5654 (for cmp (le gt)
5655      eqcmp (eq ne)
5656  (simplify
5657   (cmp (bit_and@0 @1 INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
5658   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5659    (with
5660     {
5661      tree ty = TREE_TYPE (@0);
5662      unsigned prec = TYPE_PRECISION (ty);
5663      wide_int mask = wi::to_wide (@2, prec);
5664      wide_int rhs = wi::to_wide (@3, prec);
5665      signop sgn = TYPE_SIGN (ty);
5666     }
5667     (if ((mask & (mask + 1)) == 0 && wi::gt_p (rhs, 0, sgn)
5668          && (rhs & (rhs + 1)) == 0 && wi::ge_p (mask, rhs, sgn))
5669       (eqcmp (bit_and @1 { wide_int_to_tree (ty, mask - rhs); })
5670              { build_zero_cst (ty); }))))))
5672 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
5673 (for cmp (tcc_comparison)
5674      scmp (swapped_tcc_comparison)
5675  (simplify
5676   (cmp (negate @0) (negate @1))
5677   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5678        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5679            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
5680    (scmp @0 @1)))
5681  (simplify
5682   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
5683   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5684        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5685            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
5686    (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
5687     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
5688      (scmp @0 { tem; }))))))
5690 /* Convert ABS_EXPR<x> == 0 or ABS_EXPR<x> != 0 to x == 0 or x != 0.  */
5691 (for op (eq ne)
5692  (simplify
5693   (op (abs @0) zerop@1)
5694   (op @0 @1)))
5696 /* From fold_sign_changed_comparison and fold_widened_comparison.
5697    FIXME: the lack of symmetry is disturbing.  */
5698 (for cmp (simple_comparison)
5699  (simplify
5700   (cmp (convert@0 @00) (convert?@1 @10))
5701   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5702        /* Disable this optimization if we're casting a function pointer
5703           type on targets that require function pointer canonicalization.  */
5704        && !(targetm.have_canonicalize_funcptr_for_compare ()
5705             && ((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
5706                  && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@00))))
5707                 || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@10))
5708                     && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@10))))))
5709        && single_use (@0))
5710    (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5711         && (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
5712             || @1 != @10)
5713         && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5714             || cmp == NE_EXPR
5715             || cmp == EQ_EXPR)
5716         && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
5717         /* (int)bool:32 != (int)uint is not the same as
5718            bool:32 != (bool:32)uint since boolean types only have two valid
5719            values independent of their precision.  */
5720         && (TREE_CODE (TREE_TYPE (@00)) != BOOLEAN_TYPE
5721             || TREE_CODE (TREE_TYPE (@10)) == BOOLEAN_TYPE))
5722     /* ???  The special-casing of INTEGER_CST conversion was in the original
5723        code and here to avoid a spurious overflow flag on the resulting
5724        constant which fold_convert produces.  */
5725     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
5726      (cmp @00 { force_fit_type (TREE_TYPE (@00), wi::to_widest (@1), 0,
5727                                 TREE_OVERFLOW (@1)); })
5728      (cmp @00 (convert @1)))
5730     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)))
5731      /* If possible, express the comparison in the shorter mode.  */
5732      (if ((cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
5733            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
5734            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5735                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))))
5736           && (types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))
5737               || ((TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00))
5738                    >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@10)))
5739                   && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
5740                       == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@10))))
5741               || (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
5742                   && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
5743                   && int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))))
5744       (cmp @00 (convert @10))
5745       (if (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
5746            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
5747            && !int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))
5748        (with
5749         {
5750           tree min = lower_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
5751           tree max = upper_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
5752           bool above = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, max, @10));
5753           bool below = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, @10, min));
5754         }
5755         (if (above || below)
5756          (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
5757           { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); }
5758           (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
5759            { constant_boolean_node (above ? true : false, type); }
5760            (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5761             { constant_boolean_node (above ? false : true, type); })))))))))
5762    /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
5763    (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
5764         && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5765             == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@00)))
5766         && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5767             == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@10))))
5768     (with
5769      {
5770        tree type1 = TREE_TYPE (@10);
5771        if (TREE_CODE (@10) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
5772          {
5773            REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@10);
5774            if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
5775                && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
5776              type1 = float_type_node;
5777            if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
5778                && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
5779              type1 = double_type_node;
5780          }
5781       tree newtype
5782         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) > TYPE_PRECISION (type1)
5783            ? TREE_TYPE (@00) : type1);
5784      }
5785      (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (newtype))
5786       (cmp (convert:newtype @00) (convert:newtype @10))))))))
5789 (for cmp (eq ne)
5790  (simplify
5791   /* SSA names are canonicalized to 2nd place.  */
5792   (cmp addr@0 SSA_NAME@1)
5793   (with
5794    {
5795      poly_int64 off; tree base;
5796      tree addr = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
5797                   ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0);
5798    }
5799    /* A local variable can never be pointed to by
5800       the default SSA name of an incoming parameter.  */
5801    (if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (@1)
5802         && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (@1)) == PARM_DECL
5803         && (base = get_base_address (TREE_OPERAND (addr, 0)))
5804         && TREE_CODE (base) == VAR_DECL
5805         && auto_var_in_fn_p (base, current_function_decl))
5806     (if (cmp == NE_EXPR)
5807      { constant_boolean_node (true, type); }
5808      { constant_boolean_node (false, type); })
5809     /* If the address is based on @1 decide using the offset.  */
5810     (if ((base = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (addr, 0), &off))
5811          && TREE_CODE (base) == MEM_REF
5812          && TREE_OPERAND (base, 0) == @1)
5813      (with { off += mem_ref_offset (base).force_shwi (); }
5814       (if (known_ne (off, 0))
5815        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
5816        (if (known_eq (off, 0))
5817         { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR, type); }))))))))
5819 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
5820 (for cmp (eq ne)
5822  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
5823     Similarly for NE_EXPR.  */
5824  (simplify
5825   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
5826   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
5827        && wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2)) != 0)
5828    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
5830  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
5831  (simplify
5832   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
5833   (cmp @0 @1))
5835  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
5836     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
5837  (simplify
5838   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
5839   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
5841  /* (X & Y) == X becomes (X & ~Y) == 0.  */
5842  (simplify
5843   (cmp:c (bit_and:c @0 @1) @0)
5844   (cmp (bit_and @0 (bit_not! @1)) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
5845  (simplify
5846   (cmp:c (convert@3 (bit_and (convert@2 @0) INTEGER_CST@1)) (convert @0))
5847   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5848        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
5849        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
5850        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5851        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2))
5852        && !wi::neg_p (wi::to_wide (@1)))
5853    (cmp (bit_and @0 (convert (bit_not @1)))
5854         { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
5856  /* (X | Y) == Y becomes (X & ~Y) == 0.  */
5857  (simplify
5858   (cmp:c (bit_ior:c @0 @1) @1)
5859   (cmp (bit_and @0 (bit_not! @1)) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
5861  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
5862  (simplify
5863   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
5864   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
5865    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2)))))
5867  (simplify
5868   (cmp (convert? addr@0) integer_zerop)
5869   (if (tree_single_nonzero_warnv_p (@0, NULL))
5870    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
5872  /* (X & C) op (Y & C) into (X ^ Y) & C op 0.  */
5873  (simplify
5874   (cmp (bit_and:cs @0 @2) (bit_and:cs @1 @2))
5875   (cmp (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@2)); })))
5877 /* (X < 0) != (Y < 0) into (X ^ Y) < 0.
5878    (X >= 0) != (Y >= 0) into (X ^ Y) < 0.
5879    (X < 0) == (Y < 0) into (X ^ Y) >= 0.
5880    (X >= 0) == (Y >= 0) into (X ^ Y) >= 0.  */
5881 (for cmp (eq ne)
5882      ncmp (ge lt)
5883  (for sgncmp (ge lt)
5884   (simplify
5885    (cmp (sgncmp @0 integer_zerop@2) (sgncmp @1 integer_zerop))
5886    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5887         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5888         && types_match (@0, @1))
5889     (ncmp (bit_xor @0 @1) @2)))))
5890 /* (X < 0) == (Y >= 0) into (X ^ Y) < 0.
5891    (X < 0) != (Y >= 0) into (X ^ Y) >= 0.  */
5892 (for cmp (eq ne)
5893      ncmp (lt ge)
5894  (simplify
5895   (cmp:c (lt @0 integer_zerop@2) (ge @1 integer_zerop))
5896    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5897         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5898         && types_match (@0, @1))
5899     (ncmp (bit_xor @0 @1) @2))))
5901 /* If we have (A & C) == C where C is a power of 2, convert this into
5902    (A & C) != 0.  Similarly for NE_EXPR.  */
5903 (for cmp (eq ne)
5904      icmp (ne eq)
5905  (simplify
5906   (cmp (bit_and@2 @0 integer_pow2p@1) @1)
5907   (icmp @2 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
5909 #if GIMPLE
5910 /* From fold_binary_op_with_conditional_arg handle the case of
5911    rewriting (a ? b : c) > d to a ? (b > d) : (c > d) when the
5912    compares simplify.  */
5913 (for cmp (simple_comparison)
5914  (simplify
5915   (cmp:c (cond @0 @1 @2) @3)
5916   /* Do not move possibly trapping operations into the conditional as this
5917      pessimizes code and causes gimplification issues when applied late.  */
5918   (if (!FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
5919        || !operation_could_trap_p (cmp, true, false, @3))
5920    (cond @0 (cmp! @1 @3) (cmp! @2 @3)))))
5921 #endif
5923 (for cmp (ge lt)
5924 /* x < 0 ? ~y : y into (x >> (prec-1)) ^ y. */
5925 /* x >= 0 ? ~y : y into ~((x >> (prec-1)) ^ y). */
5926  (simplify
5927   (cond (cmp @0 integer_zerop) (bit_not @1) @1)
5928    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
5929         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5930         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5931         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (type))
5932     (with
5933      {
5934        tree shifter = build_int_cst (integer_type_node, TYPE_PRECISION (type) - 1);
5935      }
5936     (if (cmp == LT_EXPR)
5937      (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1)
5938      (bit_not (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1))))))
5939 /* x < 0 ? y : ~y into ~((x >> (prec-1)) ^ y). */
5940 /* x >= 0 ? y : ~y into (x >> (prec-1)) ^ y. */
5941  (simplify
5942   (cond (cmp @0 integer_zerop) @1 (bit_not @1))
5943    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
5944         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5945         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5946         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (type))
5947     (with
5948      {
5949        tree shifter = build_int_cst (integer_type_node, TYPE_PRECISION (type) - 1);
5950      }
5951     (if (cmp == GE_EXPR)
5952      (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1)
5953      (bit_not (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1)))))))
5955 /* If we have (A & C) != 0 ? D : 0 where C and D are powers of 2,
5956    convert this into a shift followed by ANDing with D.  */
5957 (simplify
5958  (cond
5959   (ne (bit_and @0 integer_pow2p@1) integer_zerop)
5960   INTEGER_CST@2 integer_zerop)
5961  (if (!POINTER_TYPE_P (type) && integer_pow2p (@2))
5962   (with {
5963      int shift = (wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))
5964                   - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)));
5965    }
5966    (if (shift > 0)
5967     (bit_and
5968      (lshift (convert @0) { build_int_cst (integer_type_node, shift); }) @2)
5969     (bit_and
5970      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, -shift); }))
5971      @2)))))
5973 /* If we have (A & C) != 0 where C is the sign bit of A, convert
5974    this into A < 0.  Similarly for (A & C) == 0 into A >= 0.  */
5975 (for cmp (eq ne)
5976      ncmp (ge lt)
5977  (simplify
5978   (cmp (bit_and (convert?@2 @0) integer_pow2p@1) integer_zerop)
5979   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5980        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
5981        && element_precision (@2) >= element_precision (@0)
5982        && wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@1), element_precision (@0)))
5983    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
5984     (ncmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))))
5986 /* If we have A < 0 ? C : 0 where C is a power of 2, convert
5987    this into a right shift or sign extension followed by ANDing with C.  */
5988 (simplify
5989  (cond
5990   (lt @0 integer_zerop)
5991   INTEGER_CST@1 integer_zerop)
5992  (if (integer_pow2p (@1)
5993       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
5994   (with {
5995     int shift = element_precision (@0) - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)) - 1;
5996    }
5997    (if (shift >= 0)
5998     (bit_and
5999      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, shift); }))
6000      @1)
6001     /* Otherwise ctype must be wider than TREE_TYPE (@0) and pure
6002        sign extension followed by AND with C will achieve the effect.  */
6003     (bit_and (convert @0) @1)))))
6005 /* When the addresses are not directly of decls compare base and offset.
6006    This implements some remaining parts of fold_comparison address
6007    comparisons but still no complete part of it.  Still it is good
6008    enough to make fold_stmt not regress when not dispatching to fold_binary.  */
6009 (for cmp (simple_comparison)
6010  (simplify
6011   (cmp (convert1?@2 addr@0) (convert2? addr@1))
6012   (with
6013    {
6014      poly_int64 off0, off1;
6015      tree base0, base1;
6016      int equal = address_compare (cmp, TREE_TYPE (@2), @0, @1, base0, base1,
6017                                   off0, off1, GENERIC);
6018    }
6019    (if (equal == 1)
6020     (switch
6021      (if (cmp == EQ_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
6022       { constant_boolean_node (known_eq (off0, off1), type); })
6023      (if (cmp == NE_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
6024       { constant_boolean_node (known_ne (off0, off1), type); })
6025      (if (cmp == LT_EXPR && (known_lt (off0, off1) || known_ge (off0, off1)))
6026       { constant_boolean_node (known_lt (off0, off1), type); })
6027      (if (cmp == LE_EXPR && (known_le (off0, off1) || known_gt (off0, off1)))
6028       { constant_boolean_node (known_le (off0, off1), type); })
6029      (if (cmp == GE_EXPR && (known_ge (off0, off1) || known_lt (off0, off1)))
6030       { constant_boolean_node (known_ge (off0, off1), type); })
6031      (if (cmp == GT_EXPR && (known_gt (off0, off1) || known_le (off0, off1)))
6032       { constant_boolean_node (known_gt (off0, off1), type); }))
6033     (if (equal == 0)
6034      (switch
6035       (if (cmp == EQ_EXPR)
6036        { constant_boolean_node (false, type); })
6037       (if (cmp == NE_EXPR)
6038        { constant_boolean_node (true, type); })))))))
6040 /* Simplify pointer equality compares using PTA.  */
6041 (for neeq (ne eq)
6042  (simplify
6043   (neeq @0 @1)
6044   (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6045        && ptrs_compare_unequal (@0, @1))
6046    { constant_boolean_node (neeq != EQ_EXPR, type); })))
6048 /* PR70920: Transform (intptr_t)x eq/ne CST to x eq/ne (typeof x) CST.
6049    and (typeof ptr_cst) x eq/ne ptr_cst to x eq/ne (typeof x) CST.
6050    Disable the transform if either operand is pointer to function.
6051    This broke pr22051-2.c for arm where function pointer
6052    canonicalizaion is not wanted.  */
6054 (for cmp (ne eq)
6055  (simplify
6056   (cmp (convert @0) INTEGER_CST@1)
6057   (if (((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6058          && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
6059          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
6060          /* Don't perform this optimization in GENERIC if @0 has reference
6061             type when sanitizing.  See PR101210.  */
6062          && !(GENERIC
6063               && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == REFERENCE_TYPE
6064               && (flag_sanitize & (SANITIZE_NULL | SANITIZE_ALIGNMENT))))
6065         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6066             && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
6067             && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
6068        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
6069    (cmp @0 (convert @1)))))
6071 /* Non-equality compare simplifications from fold_binary  */
6072 (for cmp (lt gt le ge)
6073  /* Comparisons with the highest or lowest possible integer of
6074     the specified precision will have known values.  */
6075  (simplify
6076   (cmp (convert?@2 @0) uniform_integer_cst_p@1)
6077   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
6078         || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
6079         || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
6080        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0)))
6081    (with
6082     {
6083       tree cst = uniform_integer_cst_p (@1);
6084       tree arg1_type = TREE_TYPE (cst);
6085       unsigned int prec = TYPE_PRECISION (arg1_type);
6086       wide_int max = wi::max_value (arg1_type);
6087       wide_int signed_max = wi::max_value (prec, SIGNED);
6088       wide_int min = wi::min_value (arg1_type);
6089     }
6090     (switch
6091      (if (wi::to_wide (cst) == max)
6092       (switch
6093        (if (cmp == GT_EXPR)
6094         { constant_boolean_node (false, type); })
6095        (if (cmp == GE_EXPR)
6096         (eq @2 @1))
6097        (if (cmp == LE_EXPR)
6098         { constant_boolean_node (true, type); })
6099        (if (cmp == LT_EXPR)
6100         (ne @2 @1))))
6101      (if (wi::to_wide (cst) == min)
6102       (switch
6103        (if (cmp == LT_EXPR)
6104         { constant_boolean_node (false, type); })
6105        (if (cmp == LE_EXPR)
6106         (eq @2 @1))
6107        (if (cmp == GE_EXPR)
6108         { constant_boolean_node (true, type); })
6109        (if (cmp == GT_EXPR)
6110         (ne @2 @1))))
6111      (if (wi::to_wide (cst) == max - 1)
6112       (switch
6113        (if (cmp == GT_EXPR)
6114         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
6115                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
6116                                                       wi::to_wide (cst)
6117                                                       + 1)); }))
6118        (if (cmp == LE_EXPR)
6119         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
6120                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
6121                                                       wi::to_wide (cst)
6122                                                       + 1)); }))))
6123      (if (wi::to_wide (cst) == min + 1)
6124       (switch
6125        (if (cmp == GE_EXPR)
6126         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
6127                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
6128                                                       wi::to_wide (cst)
6129                                                       - 1)); }))
6130        (if (cmp == LT_EXPR)
6131         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
6132                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
6133                                                       wi::to_wide (cst)
6134                                                       - 1)); }))))
6135      (if (wi::to_wide (cst) == signed_max
6136           && TYPE_UNSIGNED (arg1_type)
6137           /* We will flip the signedness of the comparison operator
6138              associated with the mode of @1, so the sign bit is
6139              specified by this mode.  Check that @1 is the signed
6140              max associated with this sign bit.  */
6141           && prec == GET_MODE_PRECISION (SCALAR_INT_TYPE_MODE (arg1_type))
6142           /* signed_type does not work on pointer types.  */
6143           && INTEGRAL_TYPE_P (arg1_type))
6144       /* The following case also applies to X < signed_max+1
6145          and X >= signed_max+1 because previous transformations.  */
6146       (if (cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
6147        (with { tree st = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
6148         (switch
6149          (if (cst == @1 && cmp == LE_EXPR)
6150           (ge (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
6151          (if (cst == @1 && cmp == GT_EXPR)
6152           (lt (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
6153          (if (cmp == LE_EXPR)
6154           (ge (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
6155          (if (cmp == GT_EXPR)
6156           (lt (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); })))))))))))
6158 (for cmp (unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
6159  /* If the second operand is NaN, the result is constant.  */
6160  (simplify
6161   (cmp @0 REAL_CST@1)
6162   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
6163        && (cmp != LTGT_EXPR || ! flag_trapping_math))
6164    { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == LTGT_EXPR
6165                             ? false : true, type); })))
6167 /* Fold UNORDERED if either operand must be NaN, or neither can be.  */
6168 (simplify
6169   (unordered @0 @1)
6170   (switch
6171     (if (tree_expr_nan_p (@0) || tree_expr_nan_p (@1))
6172         { constant_boolean_node (true, type); })
6173     (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !tree_expr_maybe_nan_p (@1))
6174         { constant_boolean_node (false, type); })))
6176 /* Fold ORDERED if either operand must be NaN, or neither can be.  */
6177 (simplify
6178   (ordered @0 @1)
6179   (switch
6180     (if (tree_expr_nan_p (@0) || tree_expr_nan_p (@1))
6181         { constant_boolean_node (false, type); })
6182     (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !tree_expr_maybe_nan_p (@1))
6183         { constant_boolean_node (true, type); })))
6185 /* bool_var != 0 becomes bool_var.  */
6186 (simplify
6187  (ne @0 integer_zerop)
6188  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
6189       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
6190   (non_lvalue @0)))
6191 /* bool_var == 1 becomes bool_var.  */
6192 (simplify
6193  (eq @0 integer_onep)
6194  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
6195       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
6196   (non_lvalue @0)))
6197 /* Do not handle
6198    bool_var == 0 becomes !bool_var or
6199    bool_var != 1 becomes !bool_var
6200    here because that only is good in assignment context as long
6201    as we require a tcc_comparison in GIMPLE_CONDs where we'd
6202    replace if (x == 0) with tem = ~x; if (tem != 0) which is
6203    clearly less optimal and which we'll transform again in forwprop.  */
6205 /* Transform comparisons of the form (X & Y) CMP 0 to X CMP2 Z
6206    where ~Y + 1 == pow2 and Z = ~Y.  */
6207 (for cst (VECTOR_CST INTEGER_CST)
6208  (for cmp (eq ne)
6209       icmp (le gt)
6210   (simplify
6211    (cmp (bit_and:c@2 @0 cst@1) integer_zerop)
6212     (with { tree csts = bitmask_inv_cst_vector_p (@1); }
6213      (if (csts && (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || single_use (@2)))
6214       (with { auto optab = VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
6215                          ? optab_vector : optab_default;
6216               tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
6217        (if (target_supports_op_p (utype, icmp, optab)
6218             || (optimize_vectors_before_lowering_p ()
6219                 && (!target_supports_op_p (type, cmp, optab)
6220                     || !target_supports_op_p (type, BIT_AND_EXPR, optab))))
6221         (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
6222          (icmp @0 { csts; })
6223          (icmp (view_convert:utype @0) { csts; })))))))))
6225 /* When one argument is a constant, overflow detection can be simplified.
6226    Currently restricted to single use so as not to interfere too much with
6227    ADD_OVERFLOW detection in tree-ssa-math-opts.cc.
6228    CONVERT?(CONVERT?(A) + CST) CMP A  ->  A CMP' CST' */
6229 (for cmp (lt le ge gt)
6230      out (gt gt le le)
6231  (simplify
6232   (cmp:c (convert?@3 (plus@2 (convert?@4 @0) INTEGER_CST@1)) @0)
6233   (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@2))
6234        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@3))
6235        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@0))
6236        && wi::to_wide (@1) != 0
6237        && single_use (@2))
6238    (with {
6239      unsigned int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0));
6240      signop sign = TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0));
6241     }
6242     (out @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
6243                                 wi::max_value (prec, sign)
6244                                 - wi::to_wide (@1)); })))))
6246 /* To detect overflow in unsigned A - B, A < B is simpler than A - B > A.
6247    However, the detection logic for SUB_OVERFLOW in tree-ssa-math-opts.cc
6248    expects the long form, so we restrict the transformation for now.  */
6249 (for cmp (gt le)
6250  (simplify
6251   (cmp:c (minus@2 @0 @1) @0)
6252   (if (single_use (@2)
6253        && ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6254        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
6255    (cmp @1 @0))))
6257 /* Optimize A - B + -1 >= A into B >= A for unsigned comparisons.  */
6258 (for cmp (ge lt)
6259  (simplify
6260   (cmp:c (plus (minus @0 @1) integer_minus_onep) @0)
6261    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6262         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
6263     (cmp @1 @0))))
6265 /* Testing for overflow is unnecessary if we already know the result.  */
6266 /* A - B > A  */
6267 (for cmp (gt le)
6268      out (ne eq)
6269  (simplify
6270   (cmp:c (realpart (IFN_SUB_OVERFLOW@2 @0 @1)) @0)
6271   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
6272        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
6273    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
6274 /* A + B < A  */
6275 (for cmp (lt ge)
6276      out (ne eq)
6277  (simplify
6278   (cmp:c (realpart (IFN_ADD_OVERFLOW:c@2 @0 @1)) @0)
6279   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
6280        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
6281    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
6283 /* For unsigned operands, -1 / B < A checks whether A * B would overflow.
6284    Simplify it to __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
6285 (for cmp (lt ge)
6286      out (ne eq)
6287  (simplify
6288   (cmp:c (trunc_div:s integer_all_onesp @1) @0)
6289   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) && !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
6290    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
6291     (out (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
6293 /* Similarly, for unsigned operands, (((type) A * B) >> prec) != 0 where type
6294    is at least twice as wide as type of A and B, simplify to
6295    __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
6296 (for cmp (eq ne)
6297  (simplify
6298   (cmp (rshift (mult:s (convert@3 @0) (convert @1)) INTEGER_CST@2)
6299        integer_zerop)
6300   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6301        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
6302        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
6303        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
6304            >= 2 * TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
6305        && tree_fits_uhwi_p (@2)
6306        && tree_to_uhwi (@2) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
6307        && types_match (@0, @1)
6308        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
6309        && (optab_handler (umulv4_optab, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)))
6310            != CODE_FOR_nothing))
6311    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
6312     (cmp (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
6314 /* Demote operands of IFN_{ADD,SUB,MUL}_OVERFLOW.  */
6315 (for ovf (IFN_ADD_OVERFLOW IFN_SUB_OVERFLOW IFN_MUL_OVERFLOW)
6316  (simplify
6317   (ovf (convert@2 @0) @1)
6318   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6319        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
6320        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
6321        && (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
6322    (ovf @0 @1)))
6323  (simplify
6324   (ovf @1 (convert@2 @0))
6325   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6326        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
6327        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
6328        && (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
6329    (ovf @1 @0))))
6331 /* Optimize __builtin_mul_overflow_p (x, cst, (utype) 0) if all 3 types
6332    are unsigned to x > (umax / cst).  Similarly for signed type, but
6333    in that case it needs to be outside of a range.  */
6334 (simplify
6335  (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cs@2 @0 integer_nonzerop@1))
6336   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6337        && TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (@0))
6338        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@2)))
6339        && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
6340    (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
6341     (convert (gt @0 (trunc_div! { TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (@0)); } @1)))
6342     (if (TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (@0)))
6343      (if (integer_minus_onep (@1))
6344       (convert (eq @0 { TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (@0)); }))
6345       (with
6346        {
6347          tree div = fold_convert (TREE_TYPE (@0), @1);
6348          tree lo = int_const_binop (TRUNC_DIV_EXPR,
6349                                     TYPE_MIN_VALUE (TREE_TYPE (@0)), div);
6350          tree hi = int_const_binop (TRUNC_DIV_EXPR,
6351                                     TYPE_MAX_VALUE (TREE_TYPE (@0)), div);
6352          tree etype = range_check_type (TREE_TYPE (@0));
6353          if (etype)
6354            {
6355              if (wi::neg_p (wi::to_wide (div)))
6356                std::swap (lo, hi);
6357              lo = fold_convert (etype, lo);
6358              hi = fold_convert (etype, hi);
6359              hi = int_const_binop (MINUS_EXPR, hi, lo);
6360            }
6361        }
6362        (if (etype)
6363         (convert (gt (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })))))))))
6365 /* Simplification of math builtins.  These rules must all be optimizations
6366    as well as IL simplifications.  If there is a possibility that the new
6367    form could be a pessimization, the rule should go in the canonicalization
6368    section that follows this one.
6370    Rules can generally go in this section if they satisfy one of
6371    the following:
6373    - the rule describes an identity
6375    - the rule replaces calls with something as simple as addition or
6376      multiplication
6378    - the rule contains unary calls only and simplifies the surrounding
6379      arithmetic.  (The idea here is to exclude non-unary calls in which
6380      one operand is constant and in which the call is known to be cheap
6381      when the operand has that value.)  */
6383 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
6384  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(x) -> x.  */
6385  (simplify
6386   (mult (SQRT_ALL@1 @0) @1)
6387   (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
6388    @0))
6390  (for op (plus minus)
6391   /* Simplify (A / C) +- (B / C) -> (A +- B) / C.  */
6392   (simplify
6393    (op (rdiv @0 @1)
6394        (rdiv @2 @1))
6395    (rdiv (op @0 @2) @1)))
6397  (for cmp (lt le gt ge)
6398       neg_cmp (gt ge lt le)
6399   /* Simplify (x * C1) cmp C2 -> x cmp (C2 / C1), where C1 != 0.  */
6400   (simplify
6401    (cmp (mult @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
6402    (with
6403     { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, @2, @1); }
6404     (if (tem
6405          && !(REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (tem))
6406               || (real_zerop (tem) && !real_zerop (@1))))
6407      (switch
6408       (if (real_less (&dconst0, TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
6409        (cmp @0 { tem; }))
6410       (if (real_less (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
6411        (neg_cmp @0 { tem; })))))))
6413  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(y) -> sqrt(x*y).  */
6414  (for root (SQRT CBRT)
6415   (simplify
6416    (mult (root:s @0) (root:s @1))
6417     (root (mult @0 @1))))
6419  /* Simplify expN(x) * expN(y) -> expN(x+y). */
6420  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6421   (simplify
6422    (mult (exps:s @0) (exps:s @1))
6423     (exps (plus @0 @1))))
6425  /* Simplify a/root(b/c) into a*root(c/b).  */
6426  (for root (SQRT CBRT)
6427   (simplify
6428    (rdiv @0 (root:s (rdiv:s @1 @2)))
6429     (mult @0 (root (rdiv @2 @1)))))
6431  /* Simplify x/expN(y) into x*expN(-y).  */
6432  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6433   (simplify
6434    (rdiv @0 (exps:s @1))
6435     (mult @0 (exps (negate @1)))))
6437  (for logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
6438       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6439   /* logN(expN(x)) -> x.  */
6440   (simplify
6441    (logs (exps @0))
6442    @0)
6443   /* expN(logN(x)) -> x.  */
6444   (simplify
6445    (exps (logs @0))
6446    @0))
6448  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
6449     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
6450     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
6451  (for logs (LOG  LOG   LOG   LOG2 LOG2  LOG2  LOG10 LOG10)
6452       exps (EXP2 EXP10 POW10 EXP  EXP10 POW10 EXP   EXP2)
6453   (simplify
6454    (logs (exps @0))
6455    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
6456     (with {
6457       tree x;
6458       switch (exps)
6459         {
6460         CASE_CFN_EXP:
6461           /* Prepare to do logN(exp(exponent)) -> exponent*logN(e).  */
6462           x = build_real_truncate (type, dconst_e ());
6463           break;
6464         CASE_CFN_EXP2:
6465           /* Prepare to do logN(exp2(exponent)) -> exponent*logN(2).  */
6466           x = build_real (type, dconst2);
6467           break;
6468         CASE_CFN_EXP10:
6469         CASE_CFN_POW10:
6470           /* Prepare to do logN(exp10(exponent)) -> exponent*logN(10).  */
6471           {
6472             REAL_VALUE_TYPE dconst10;
6473             real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
6474             x = build_real (type, dconst10);
6475           }
6476           break;
6477         default:
6478           gcc_unreachable ();
6479         }
6480       }
6481      (mult (logs { x; }) @0)))))
6483  (for logs (LOG LOG
6484             LOG2 LOG2
6485             LOG10 LOG10)
6486       exps (SQRT CBRT)
6487   (simplify
6488    (logs (exps @0))
6489    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
6490     (with {
6491       tree x;
6492       switch (exps)
6493         {
6494         CASE_CFN_SQRT:
6495           /* Prepare to do logN(sqrt(x)) -> 0.5*logN(x).  */
6496           x = build_real (type, dconsthalf);
6497           break;
6498         CASE_CFN_CBRT:
6499           /* Prepare to do logN(cbrt(x)) -> (1/3)*logN(x).  */
6500           x = build_real_truncate (type, dconst_third ());
6501           break;
6502         default:
6503           gcc_unreachable ();
6504         }
6505       }
6506      (mult { x; } (logs @0))))))
6508  /* logN(pow(x,exponent)) -> exponent*logN(x).  */
6509  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
6510       pows (POW)
6511   (simplify
6512    (logs (pows @0 @1))
6513    (mult @1 (logs @0))))
6515  /* pow(C,x) -> exp(log(C)*x) if C > 0,
6516     or if C is a positive power of 2,
6517     pow(C,x) -> exp2(log2(C)*x).  */
6518 #if GIMPLE
6519  (for pows (POW)
6520       exps (EXP)
6521       logs (LOG)
6522       exp2s (EXP2)
6523       log2s (LOG2)
6524   (simplify
6525    (pows REAL_CST@0 @1)
6526    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
6527         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0))
6528         /* As libmvec doesn't have a vectorized exp2, defer optimizing
6529            the use_exp2 case until after vectorization.  It seems actually
6530            beneficial for all constants to postpone this until later,
6531            because exp(log(C)*x), while faster, will have worse precision
6532            and if x folds into a constant too, that is unnecessary
6533            pessimization.  */
6534         && canonicalize_math_after_vectorization_p ())
6535     (with {
6536        const REAL_VALUE_TYPE *const value = TREE_REAL_CST_PTR (@0);
6537        bool use_exp2 = false;
6538        if (targetm.libc_has_function (function_c99_misc, TREE_TYPE (@0))
6539            && value->cl == rvc_normal)
6540          {
6541            REAL_VALUE_TYPE frac_rvt = *value;
6542            SET_REAL_EXP (&frac_rvt, 1);
6543            if (real_equal (&frac_rvt, &dconst1))
6544              use_exp2 = true;
6545          }
6546      }
6547      (if (!use_exp2)
6548       (if (optimize_pow_to_exp (@0, @1))
6549        (exps (mult (logs @0) @1)))
6550       (exp2s (mult (log2s @0) @1)))))))
6551 #endif
6553  /* pow(C,x)*expN(y) -> expN(logN(C)*x+y) if C > 0.  */
6554  (for pows (POW)
6555       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6556       logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
6557   (simplify
6558    (mult:c (pows:s REAL_CST@0 @1) (exps:s @2))
6559    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
6560         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
6561     (exps (plus (mult (logs @0) @1) @2)))))
6563  (for sqrts (SQRT)
6564       cbrts (CBRT)
6565       pows (POW)
6566       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
6567   /* sqrt(expN(x)) -> expN(x*0.5).  */
6568   (simplify
6569    (sqrts (exps @0))
6570    (exps (mult @0 { build_real (type, dconsthalf); })))
6571   /* cbrt(expN(x)) -> expN(x/3).  */
6572   (simplify
6573    (cbrts (exps @0))
6574    (exps (mult @0 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
6575   /* pow(expN(x), y) -> expN(x*y).  */
6576   (simplify
6577    (pows (exps @0) @1)
6578    (exps (mult @0 @1))))
6580  /* tan(atan(x)) -> x.  */
6581  (for tans (TAN)
6582       atans (ATAN)
6583   (simplify
6584    (tans (atans @0))
6585    @0)))
6587  /* Simplify sin(atan(x)) -> x / sqrt(x*x + 1). */
6588  (for sins (SIN)
6589       atans (ATAN)
6590       sqrts (SQRT)
6591       copysigns (COPYSIGN)
6592   (simplify
6593    (sins (atans:s @0))
6594    (with
6595      {
6596       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
6597       build_sinatan_real (&r_cst, type);
6598       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
6599       tree t_one = build_one_cst (type);
6600      }
6601     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
6602      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
6603       (rdiv @0 (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
6604       (copysigns { t_one; } @0))))))
6606 /* Simplify cos(atan(x)) -> 1 / sqrt(x*x + 1). */
6607  (for coss (COS)
6608       atans (ATAN)
6609       sqrts (SQRT)
6610       copysigns (COPYSIGN)
6611   (simplify
6612    (coss (atans:s @0))
6613    (with
6614      {
6615       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
6616       build_sinatan_real (&r_cst, type);
6617       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
6618       tree t_one = build_one_cst (type);
6619       tree t_zero = build_zero_cst (type);
6620      }
6621     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
6622      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
6623       (rdiv { t_one; } (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
6624       (copysigns { t_zero; } @0))))))
6626  (if (!flag_errno_math)
6627   /* Simplify sinh(atanh(x)) -> x / sqrt((1 - x)*(1 + x)). */
6628   (for sinhs (SINH)
6629        atanhs (ATANH)
6630        sqrts (SQRT)
6631    (simplify
6632     (sinhs (atanhs:s @0))
6633     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
6634     (rdiv @0 (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0)))))))
6636   /* Simplify cosh(atanh(x)) -> 1 / sqrt((1 - x)*(1 + x)) */
6637   (for coshs (COSH)
6638        atanhs (ATANH)
6639        sqrts (SQRT)
6640    (simplify
6641     (coshs (atanhs:s @0))
6642     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
6643     (rdiv { t_one; } (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0))))))))
6645 /* cabs(x+0i) or cabs(0+xi) -> abs(x).  */
6646 (simplify
6647  (CABS (complex:C @0 real_zerop@1))
6648  (abs @0))
6650 /* trunc(trunc(x)) -> trunc(x), etc.  */
6651 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
6652  (simplify
6653   (fns (fns @0))
6654   (fns @0)))
6655 /* f(x) -> x if x is integer valued and f does nothing for such values.  */
6656 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
6657  (simplify
6658   (fns integer_valued_real_p@0)
6659   @0))
6661 /* hypot(x,0) and hypot(0,x) -> abs(x).  */
6662 (simplify
6663  (HYPOT:c @0 real_zerop@1)
6664  (abs @0))
6666 /* pow(1,x) -> 1.  */
6667 (simplify
6668  (POW real_onep@0 @1)
6669  @0)
6671 (simplify
6672  /* copysign(x,x) -> x.  */
6673  (COPYSIGN_ALL @0 @0)
6674  @0)
6676 (simplify
6677  /* copysign(x,-x) -> -x.  */
6678  (COPYSIGN_ALL @0 (negate@1 @0))
6679  @1)
6681 (simplify
6682  /* copysign(x,y) -> fabs(x) if y is nonnegative.  */
6683  (COPYSIGN_ALL @0 tree_expr_nonnegative_p@1)
6684  (abs @0))
6686 (for scale (LDEXP SCALBN SCALBLN)
6687  /* ldexp(0, x) -> 0.  */
6688  (simplify
6689   (scale real_zerop@0 @1)
6690   @0)
6691  /* ldexp(x, 0) -> x.  */
6692  (simplify
6693   (scale @0 integer_zerop@1)
6694   @0)
6695  /* ldexp(x, y) -> x if x is +-Inf or NaN.  */
6696  (simplify
6697   (scale REAL_CST@0 @1)
6698   (if (!real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
6699    @0)))
6701 /* Canonicalization of sequences of math builtins.  These rules represent
6702    IL simplifications but are not necessarily optimizations.
6704    The sincos pass is responsible for picking "optimal" implementations
6705    of math builtins, which may be more complicated and can sometimes go
6706    the other way, e.g. converting pow into a sequence of sqrts.
6707    We only want to do these canonicalizations before the pass has run.  */
6709 (if (flag_unsafe_math_optimizations && canonicalize_math_p ())
6710  /* Simplify tan(x) * cos(x) -> sin(x). */
6711  (simplify
6712   (mult:c (TAN:s @0) (COS:s @0))
6713    (SIN @0))
6715  /* Simplify x * pow(x,c) -> pow(x,c+1). */
6716  (simplify
6717   (mult:c @0 (POW:s @0 REAL_CST@1))
6718   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
6719    (POW @0 (plus @1 { build_one_cst (type); }))))
6721  /* Simplify sin(x) / cos(x) -> tan(x). */
6722  (simplify
6723   (rdiv (SIN:s @0) (COS:s @0))
6724    (TAN @0))
6726  /* Simplify sinh(x) / cosh(x) -> tanh(x). */
6727  (simplify
6728   (rdiv (SINH:s @0) (COSH:s @0))
6729    (TANH @0))
6731  /* Simplify tanh (x) / sinh (x) -> 1.0 / cosh (x). */
6732  (simplify
6733    (rdiv (TANH:s @0) (SINH:s @0))
6734    (rdiv {build_one_cst (type);} (COSH @0)))
6736  /* Simplify cos(x) / sin(x) -> 1 / tan(x). */
6737  (simplify
6738   (rdiv (COS:s @0) (SIN:s @0))
6739    (rdiv { build_one_cst (type); } (TAN @0)))
6741  /* Simplify sin(x) / tan(x) -> cos(x). */
6742  (simplify
6743   (rdiv (SIN:s @0) (TAN:s @0))
6744   (if (! HONOR_NANS (@0)
6745        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
6746    (COS @0)))
6748  /* Simplify tan(x) / sin(x) -> 1.0 / cos(x). */
6749  (simplify
6750   (rdiv (TAN:s @0) (SIN:s @0))
6751   (if (! HONOR_NANS (@0)
6752        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
6753    (rdiv { build_one_cst (type); } (COS @0))))
6755  /* Simplify pow(x,y) * pow(x,z) -> pow(x,y+z). */
6756  (simplify
6757   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @0 @2))
6758    (POW @0 (plus @1 @2)))
6760  /* Simplify pow(x,y) * pow(z,y) -> pow(x*z,y). */
6761  (simplify
6762   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @2 @1))
6763    (POW (mult @0 @2) @1))
6765  /* Simplify powi(x,y) * powi(z,y) -> powi(x*z,y). */
6766  (simplify
6767   (mult (POWI:s @0 @1) (POWI:s @2 @1))
6768    (POWI (mult @0 @2) @1))
6770  /* Simplify pow(x,c) / x -> pow(x,c-1). */
6771  (simplify
6772   (rdiv (POW:s @0 REAL_CST@1) @0)
6773   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
6774    (POW @0 (minus @1 { build_one_cst (type); }))))
6776  /* Simplify x / pow (y,z) -> x * pow(y,-z). */
6777  (simplify
6778   (rdiv @0 (POW:s @1 @2))
6779    (mult @0 (POW @1 (negate @2))))
6781  (for sqrts (SQRT)
6782       cbrts (CBRT)
6783       pows (POW)
6784   /* sqrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/4).  */
6785   (simplify
6786    (sqrts (sqrts @0))
6787    (pows @0 { build_real (type, dconst_quarter ()); }))
6788   /* sqrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
6789   (simplify
6790    (sqrts (cbrts @0))
6791    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
6792   /* cbrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
6793   (simplify
6794    (cbrts (sqrts @0))
6795    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
6796   /* cbrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/9), iff x is nonnegative.  */
6797   (simplify
6798    (cbrts (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0))
6799    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_ninth ()); }))
6800   /* sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5).  */
6801   (simplify
6802    (sqrts (pows @0 @1))
6803    (pows (abs @0) (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
6804   /* cbrt(pow(x,y)) -> pow(x,y/3), iff x is nonnegative.  */
6805   (simplify
6806    (cbrts (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1))
6807    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
6808   /* pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5).  */
6809   (simplify
6810    (pows (sqrts @0) @1)
6811    (pows @0 (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
6812   /* pow(cbrt(x),y) -> pow(x,y/3) iff x is nonnegative.  */
6813   (simplify
6814    (pows (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0) @1)
6815    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
6816   /* pow(pow(x,y),z) -> pow(x,y*z) iff x is nonnegative.  */
6817   (simplify
6818    (pows (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1) @2)
6819    (pows @0 (mult @1 @2))))
6821  /* cabs(x+xi) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
6822  (simplify
6823   (CABS (complex @0 @0))
6824   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
6826  /* hypot(x,x) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
6827  (simplify
6828   (HYPOT @0 @0)
6829   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
6831  /* cexp(x+yi) -> exp(x)*cexpi(y).  */
6832  (for cexps (CEXP)
6833       exps (EXP)
6834       cexpis (CEXPI)
6835   (simplify
6836    (cexps compositional_complex@0)
6837    (if (targetm.libc_has_function (function_c99_math_complex, TREE_TYPE (@0)))
6838     (complex
6839      (mult (exps@1 (realpart @0)) (realpart (cexpis:type@2 (imagpart @0))))
6840      (mult @1 (imagpart @2)))))))
6842 (if (canonicalize_math_p ())
6843  /* floor(x) -> trunc(x) if x is nonnegative.  */
6844  (for floors (FLOOR_ALL)
6845       truncs (TRUNC_ALL)
6846   (simplify
6847    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
6848    (truncs @0))))
6850 (match double_value_p
6851  @0
6852  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == double_type_node)))
6853 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL
6854             BUILT_IN_FLOORL
6855             BUILT_IN_CEILL
6856             BUILT_IN_ROUNDL
6857             BUILT_IN_NEARBYINTL
6858             BUILT_IN_RINTL)
6859      tos (BUILT_IN_TRUNC
6860           BUILT_IN_FLOOR
6861           BUILT_IN_CEIL
6862           BUILT_IN_ROUND
6863           BUILT_IN_NEARBYINT
6864           BUILT_IN_RINT)
6865  /* truncl(extend(x)) -> extend(trunc(x)), etc., if x is a double.  */
6866  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
6867   (simplify
6868    (froms (convert double_value_p@0))
6869    (convert (tos @0)))))
6871 (match float_value_p
6872  @0
6873  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float_type_node)))
6874 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC
6875             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR
6876             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL
6877             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND
6878             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT
6879             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT)
6880      tos (BUILT_IN_TRUNCF BUILT_IN_TRUNCF
6881           BUILT_IN_FLOORF BUILT_IN_FLOORF
6882           BUILT_IN_CEILF BUILT_IN_CEILF
6883           BUILT_IN_ROUNDF BUILT_IN_ROUNDF
6884           BUILT_IN_NEARBYINTF BUILT_IN_NEARBYINTF
6885           BUILT_IN_RINTF BUILT_IN_RINTF)
6886  /* truncl(extend(x)) and trunc(extend(x)) -> extend(truncf(x)), etc.,
6887     if x is a float.  */
6888  (if (optimize && canonicalize_math_p ()
6889       && targetm.libc_has_function (function_c99_misc, NULL_TREE))
6890   (simplify
6891    (froms (convert float_value_p@0))
6892    (convert (tos @0)))))
6894 #if GIMPLE
6895 (match float16_value_p
6896  @0
6897  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float16_type_node)))
6898 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC BUILT_IN_TRUNCF
6899             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR BUILT_IN_FLOORF
6900             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL BUILT_IN_CEILF
6901             BUILT_IN_ROUNDEVENL BUILT_IN_ROUNDEVEN BUILT_IN_ROUNDEVENF
6902             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND BUILT_IN_ROUNDF
6903             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT BUILT_IN_NEARBYINTF
6904             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT BUILT_IN_RINTF
6905             BUILT_IN_SQRTL BUILT_IN_SQRT BUILT_IN_SQRTF)
6906      tos (IFN_TRUNC IFN_TRUNC IFN_TRUNC
6907           IFN_FLOOR IFN_FLOOR IFN_FLOOR
6908           IFN_CEIL IFN_CEIL IFN_CEIL
6909           IFN_ROUNDEVEN IFN_ROUNDEVEN IFN_ROUNDEVEN
6910           IFN_ROUND IFN_ROUND IFN_ROUND
6911           IFN_NEARBYINT IFN_NEARBYINT IFN_NEARBYINT
6912           IFN_RINT IFN_RINT IFN_RINT
6913           IFN_SQRT IFN_SQRT IFN_SQRT)
6914  /* (_Float16) round ((doube) x) -> __built_in_roundf16 (x), etc.,
6915     if x is a _Float16.  */
6916  (simplify
6917    (convert (froms (convert float16_value_p@0)))
6918      (if (optimize
6919           && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
6920           && direct_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (tos),
6921                                              type, OPTIMIZE_FOR_BOTH))
6922        (tos @0))))
6924 /* Simplify (trunc)copysign ((extend)x, (extend)y) to copysignf (x, y),
6925    x,y is float value, similar for _Float16/double.  */
6926 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
6927  (simplify
6928   (convert (copysigns (convert@2 @0) (convert @1)))
6929    (if (optimize
6930        && !HONOR_SNANS (@2)
6931        && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
6932        && types_match (type, TREE_TYPE (@1))
6933        && TYPE_PRECISION (type) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2))
6934        && direct_internal_fn_supported_p (IFN_COPYSIGN,
6935                                           type, OPTIMIZE_FOR_BOTH))
6936     (IFN_COPYSIGN @0 @1))))
6938 (for froms (BUILT_IN_FMAF BUILT_IN_FMA BUILT_IN_FMAL)
6939      tos (IFN_FMA IFN_FMA IFN_FMA)
6940  (simplify
6941   (convert (froms (convert@3 @0) (convert @1) (convert @2)))
6942    (if (flag_unsafe_math_optimizations
6943        && optimize
6944        && FLOAT_TYPE_P (type)
6945        && FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
6946        && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
6947        && types_match (type, TREE_TYPE (@1))
6948        && types_match (type, TREE_TYPE (@2))
6949        && TYPE_PRECISION (type) < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
6950        && direct_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (tos),
6951                                           type, OPTIMIZE_FOR_BOTH))
6952     (tos @0 @1 @2))))
6954 (for maxmin (max min)
6955  (simplify
6956   (convert (maxmin (convert@2 @0) (convert @1)))
6957    (if (optimize
6958        && FLOAT_TYPE_P (type)
6959        && FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
6960        && types_match (type, TREE_TYPE (@0))
6961        && types_match (type, TREE_TYPE (@1))
6962        && element_precision (type) < element_precision (TREE_TYPE (@2)))
6963     (maxmin @0 @1))))
6964 #endif
6966 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL)
6967      tos (XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
6968  /* llfloorl(extend(x)) -> llfloor(x), etc., if x is a double.  */
6969  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
6970   (simplify
6971    (froms (convert double_value_p@0))
6972    (tos @0))))
6974 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL
6975             XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
6976      tos (XFLOORF XCEILF XROUNDF XRINTF)
6977  /* llfloorl(extend(x)) and llfloor(extend(x)) -> llfloorf(x), etc.,
6978     if x is a float.  */
6979  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
6980   (simplify
6981    (froms (convert float_value_p@0))
6982    (tos @0))))
6984 (if (canonicalize_math_p ())
6985  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x) if x is nonnegative.  */
6986  (for floors (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR)
6987   (simplify
6988    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
6989    (fix_trunc @0))))
6991 (if (canonicalize_math_p ())
6992  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
6993  (for fns (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR
6994            ICEIL LCEIL LLCEIL
6995            IROUND LROUND LLROUND)
6996   (simplify
6997    (fns integer_valued_real_p@0)
6998    (fix_trunc @0)))
6999  (if (!flag_errno_math)
7000   /* xrint(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
7001   (for rints (IRINT LRINT LLRINT)
7002    (simplify
7003     (rints integer_valued_real_p@0)
7004     (fix_trunc @0)))))
7006 (if (canonicalize_math_p ())
7007  (for ifn (IFLOOR ICEIL IROUND IRINT)
7008       lfn (LFLOOR LCEIL LROUND LRINT)
7009       llfn (LLFLOOR LLCEIL LLROUND LLRINT)
7010   /* Canonicalize iround (x) to lround (x) on ILP32 targets where
7011      sizeof (int) == sizeof (long).  */
7012   (if (TYPE_PRECISION (integer_type_node)
7013        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
7014    (simplify
7015     (ifn @0)
7016     (lfn:long_integer_type_node @0)))
7017   /* Canonicalize llround (x) to lround (x) on LP64 targets where
7018      sizeof (long long) == sizeof (long).  */
7019   (if (TYPE_PRECISION (long_long_integer_type_node)
7020        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
7021    (simplify
7022     (llfn @0)
7023     (lfn:long_integer_type_node @0)))))
7025 /* cproj(x) -> x if we're ignoring infinities.  */
7026 (simplify
7027  (CPROJ @0)
7028  (if (!HONOR_INFINITIES (type))
7029    @0))
7031 /* If the real part is inf and the imag part is known to be
7032    nonnegative, return (inf + 0i).  */
7033 (simplify
7034  (CPROJ (complex REAL_CST@0 tree_expr_nonnegative_p@1))
7035  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
7036   { build_complex_inf (type, false); }))
7038 /* If the imag part is inf, return (inf+I*copysign(0,imag)).  */
7039 (simplify
7040  (CPROJ (complex @0 REAL_CST@1))
7041  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
7042   { build_complex_inf (type, TREE_REAL_CST_PTR (@1)->sign); }))
7044 (for pows (POW)
7045      sqrts (SQRT)
7046      cbrts (CBRT)
7047  (simplify
7048   (pows @0 REAL_CST@1)
7049   (with {
7050     const REAL_VALUE_TYPE *value = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
7051     REAL_VALUE_TYPE tmp;
7052    }
7053    (switch
7054     /* pow(x,0) -> 1.  */
7055     (if (real_equal (value, &dconst0))
7056      { build_real (type, dconst1); })
7057     /* pow(x,1) -> x.  */
7058     (if (real_equal (value, &dconst1))
7059      @0)
7060     /* pow(x,-1) -> 1/x.  */
7061     (if (real_equal (value, &dconstm1))
7062      (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))
7063     /* pow(x,0.5) -> sqrt(x).  */
7064     (if (flag_unsafe_math_optimizations
7065          && canonicalize_math_p ()
7066          && real_equal (value, &dconsthalf))
7067      (sqrts @0))
7068     /* pow(x,1/3) -> cbrt(x).  */
7069     (if (flag_unsafe_math_optimizations
7070          && canonicalize_math_p ()
7071          && (tmp = real_value_truncate (TYPE_MODE (type), dconst_third ()),
7072              real_equal (value, &tmp)))
7073      (cbrts @0))))))
7075 /* powi(1,x) -> 1.  */
7076 (simplify
7077  (POWI real_onep@0 @1)
7078  @0)
7080 (simplify
7081  (POWI @0 INTEGER_CST@1)
7082  (switch
7083   /* powi(x,0) -> 1.  */
7084   (if (wi::to_wide (@1) == 0)
7085    { build_real (type, dconst1); })
7086   /* powi(x,1) -> x.  */
7087   (if (wi::to_wide (@1) == 1)
7088    @0)
7089   /* powi(x,-1) -> 1/x.  */
7090   (if (wi::to_wide (@1) == -1)
7091    (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))))
7093 /* Narrowing of arithmetic and logical operations.
7095    These are conceptually similar to the transformations performed for
7096    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
7097    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
7099 /* Convert (outertype)((innertype0)a+(innertype1)b)
7100    into ((newtype)a+(newtype)b) where newtype
7101    is the widest mode from all of these.  */
7102 (for op (plus minus mult rdiv)
7103  (simplify
7104    (convert (op:s@0 (convert1?@3 @1) (convert2?@4 @2)))
7105    /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
7106       both operands are widening conversions from the same type as the outer
7107       narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a
7108       suitable unsigned type (to avoid introducing undefined behavior),
7109       perform the operation and convert the result to the desired type.  */
7110    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
7111         && op != MULT_EXPR
7112         && op != RDIV_EXPR
7113         /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
7114            so there's no need to check that @2/@4 are integral types.  */
7115         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
7116         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
7117         /* The precision of the type of each operand must match the
7118            precision of the mode of each operand, similarly for the
7119            result.  */
7120         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
7121         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@2))
7122         && type_has_mode_precision_p (type)
7123         /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
7124         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
7125         && types_match (@1, type)
7126         && (types_match (@1, @2)
7127             /* Or the second operand is const integer or converted const
7128                integer from valueize.  */
7129             || poly_int_tree_p (@4)))
7130      (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
7131        (op @1 (convert @2))
7132        (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
7133         (convert (op (convert:utype @1)
7134                      (convert:utype @2)))))
7135      (if (FLOAT_TYPE_P (type)
7136           && DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7137                == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type))
7138       (with { tree arg0 = strip_float_extensions (@1);
7139               tree arg1 = strip_float_extensions (@2);
7140               tree itype = TREE_TYPE (@0);
7141               tree ty1 = TREE_TYPE (arg0);
7142               tree ty2 = TREE_TYPE (arg1);
7143               enum tree_code code = TREE_CODE (itype); }
7144         (if (FLOAT_TYPE_P (ty1)
7145              && FLOAT_TYPE_P (ty2))
7146          (with { tree newtype = type;
7147                  if (TYPE_MODE (ty1) == SDmode
7148                      || TYPE_MODE (ty2) == SDmode
7149                      || TYPE_MODE (type) == SDmode)
7150                    newtype = dfloat32_type_node;
7151                  if (TYPE_MODE (ty1) == DDmode
7152                      || TYPE_MODE (ty2) == DDmode
7153                      || TYPE_MODE (type) == DDmode)
7154                    newtype = dfloat64_type_node;
7155                  if (TYPE_MODE (ty1) == TDmode
7156                      || TYPE_MODE (ty2) == TDmode
7157                      || TYPE_MODE (type) == TDmode)
7158                    newtype = dfloat128_type_node; }
7159           (if ((newtype == dfloat32_type_node
7160                 || newtype == dfloat64_type_node
7161                 || newtype == dfloat128_type_node)
7162               && newtype == type
7163               && types_match (newtype, type))
7164             (op (convert:newtype @1) (convert:newtype @2))
7165             (with { if (TYPE_PRECISION (ty1) > TYPE_PRECISION (newtype))
7166                       newtype = ty1;
7167                     if (TYPE_PRECISION (ty2) > TYPE_PRECISION (newtype))
7168                       newtype = ty2; }
7169                /* Sometimes this transformation is safe (cannot
7170                   change results through affecting double rounding
7171                   cases) and sometimes it is not.  If NEWTYPE is
7172                   wider than TYPE, e.g. (float)((long double)double
7173                   + (long double)double) converted to
7174                   (float)(double + double), the transformation is
7175                   unsafe regardless of the details of the types
7176                   involved; double rounding can arise if the result
7177                   of NEWTYPE arithmetic is a NEWTYPE value half way
7178                   between two representable TYPE values but the
7179                   exact value is sufficiently different (in the
7180                   right direction) for this difference to be
7181                   visible in ITYPE arithmetic.  If NEWTYPE is the
7182                   same as TYPE, however, the transformation may be
7183                   safe depending on the types involved: it is safe
7184                   if the ITYPE has strictly more than twice as many
7185                   mantissa bits as TYPE, can represent infinities
7186                   and NaNs if the TYPE can, and has sufficient
7187                   exponent range for the product or ratio of two
7188                   values representable in the TYPE to be within the
7189                   range of normal values of ITYPE.  */
7190               (if (TYPE_PRECISION (newtype) < TYPE_PRECISION (itype)
7191                    && (flag_unsafe_math_optimizations
7192                        || (TYPE_PRECISION (newtype) == TYPE_PRECISION (type)
7193                            && real_can_shorten_arithmetic (TYPE_MODE (itype),
7194                                                            TYPE_MODE (type))
7195                            && !excess_precision_type (newtype)))
7196                    && !types_match (itype, newtype))
7197                  (convert:type (op (convert:newtype @1)
7198                                    (convert:newtype @2)))
7199          )))) )
7200    ))
7203 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
7204    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
7205    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
7206    to unsigned types to avoid introducing undefined behavior for the
7207    arithmetic operation.  */
7208 (for op (minus plus)
7209  (simplify
7210   (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
7211   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
7212        /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
7213           so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
7214        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7215        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
7216        /* The precision of the type of each operand must match the
7217           precision of the mode of each operand, similarly for the
7218           result.  */
7219        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
7220        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
7221        && type_has_mode_precision_p (type)
7222        /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
7223        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
7224        && types_match (@0, @1)
7225        && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
7226            <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
7227        && (wi::to_wide (@4)
7228            & wi::mask (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)),
7229                        true, TYPE_PRECISION (type))) == 0)
7230    (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
7231     (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
7232      (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4))))
7233     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
7234      (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
7235                (convert:utype @4))))))))
7237 /* Transform (@0 < @1 and @0 < @2) to use min,
7238    (@0 > @1 and @0 > @2) to use max */
7239 (for logic (bit_and bit_and bit_and bit_and bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior)
7240      op    (lt      le      gt      ge      lt      le      gt      ge     )
7241      ext   (min     min     max     max     max     max     min     min    )
7242  (simplify
7243   (logic (op:cs @0 @1) (op:cs @0 @2))
7244   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7245        && TREE_CODE (@0) != INTEGER_CST)
7246    (op @0 (ext @1 @2)))))
7248 (simplify
7249  /* signbit(x) -> 0 if x is nonnegative.  */
7250  (SIGNBIT tree_expr_nonnegative_p@0)
7251  { integer_zero_node; })
7253 (simplify
7254  /* signbit(x) -> x<0 if x doesn't have signed zeros.  */
7255  (SIGNBIT @0)
7256  (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@0))
7257   (convert (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))))
7259 /* Transform comparisons of the form X +- C1 CMP C2 to X CMP C2 -+ C1.  */
7260 (for cmp (eq ne)
7261  (for op (plus minus)
7262       rop (minus plus)
7263   (simplify
7264    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
7265    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
7266         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
7267         && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@0))
7268         && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@0)))
7269     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
7270      (if (TREE_OVERFLOW (res)
7271           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
7272       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
7273       (if (single_use (@3))
7274        (cmp @0 { TREE_OVERFLOW (res)
7275                  ? drop_tree_overflow (res) : res; }))))))))
7276 (for cmp (lt le gt ge)
7277  (for op (plus minus)
7278       rop (minus plus)
7279   (simplify
7280    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
7281    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
7282         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
7283     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
7284      (if (TREE_OVERFLOW (res))
7285       {
7286         fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
7287                                 "when simplifying conditional to constant"),
7288                                WARN_STRICT_OVERFLOW_CONDITIONAL);
7289         bool less = cmp == LE_EXPR || cmp == LT_EXPR;
7290         /* wi::ges_p (@2, 0) should be sufficient for a signed type.  */
7291         bool ovf_high = wi::lt_p (wi::to_wide (@1), 0,
7292                                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
7293                         != (op == MINUS_EXPR);
7294         constant_boolean_node (less == ovf_high, type);
7295       }
7296       (if (single_use (@3))
7297        (with
7298         {
7299           fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
7300                                   "when changing X +- C1 cmp C2 to "
7301                                   "X cmp C2 -+ C1"),
7302                                  WARN_STRICT_OVERFLOW_COMPARISON);
7303         }
7304         (cmp @0 { res; })))))))))
7306 /* Canonicalizations of BIT_FIELD_REFs.  */
7308 (simplify
7309  (BIT_FIELD_REF (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2) @3 @4)
7310  (BIT_FIELD_REF @0 @3 { const_binop (PLUS_EXPR, bitsizetype, @2, @4); }))
7312 (simplify
7313  (BIT_FIELD_REF (view_convert @0) @1 @2)
7314  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2))
7316 (simplify
7317  (BIT_FIELD_REF @0 @1 integer_zerop)
7318  (if (tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0))))
7319   (view_convert @0)))
7321 (simplify
7322  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2)
7323  (switch
7324   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == COMPLEX_TYPE
7325        && tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
7326    (switch
7327     (if (integer_zerop (@2))
7328      (view_convert (realpart @0)))
7329     (if (tree_int_cst_equal (@2, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
7330      (view_convert (imagpart @0)))))
7331   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7332        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
7333        /* On GIMPLE this should only apply to register arguments.  */
7334        && (! GIMPLE || is_gimple_reg (@0))
7335        /* A bit-field-ref that referenced the full argument can be stripped.  */
7336        && ((compare_tree_int (@1, TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))) == 0
7337             && integer_zerop (@2))
7338            /* Low-parts can be reduced to integral conversions.
7339               ???  The following doesn't work for PDP endian.  */
7340            || (BYTES_BIG_ENDIAN == WORDS_BIG_ENDIAN
7341                /* But only do this after vectorization.  */
7342                && canonicalize_math_after_vectorization_p ()
7343                /* Don't even think about BITS_BIG_ENDIAN.  */
7344                && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) % BITS_PER_UNIT == 0
7345                && TYPE_PRECISION (type) % BITS_PER_UNIT == 0
7346                && compare_tree_int (@2, (BYTES_BIG_ENDIAN
7347                                          ? (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
7348                                             - TYPE_PRECISION (type))
7349                                          : 0)) == 0)))
7350    (convert @0))))
7352 /* Simplify vector extracts.  */
7354 (simplify
7355  (BIT_FIELD_REF CONSTRUCTOR@0 @1 @2)
7356  (if (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7357       && tree_fits_uhwi_p (TYPE_SIZE (type))
7358       && ((tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (type))
7359            == tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
7360           || (VECTOR_TYPE_P (type)
7361               && (tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (type)))
7362                   == tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))))
7363   (with
7364    {
7365      tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
7366                   ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0);
7367      tree eltype = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor));
7368      unsigned HOST_WIDE_INT width = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (eltype));
7369      unsigned HOST_WIDE_INT n = tree_to_uhwi (@1);
7370      unsigned HOST_WIDE_INT idx = tree_to_uhwi (@2);
7371    }
7372    (if (n != 0
7373         && (idx % width) == 0
7374         && (n % width) == 0
7375         && known_le ((idx + n) / width,
7376                      TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (ctor))))
7377     (with
7378      {
7379        idx = idx / width;
7380        n = n / width;
7381        /* Constructor elements can be subvectors.  */
7382        poly_uint64 k = 1;
7383        if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) != 0)
7384          {
7385            tree cons_elem = TREE_TYPE (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value);
7386            if (TREE_CODE (cons_elem) == VECTOR_TYPE)
7387              k = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (cons_elem);
7388          }
7389        unsigned HOST_WIDE_INT elt, count, const_k;
7390      }
7391      (switch
7392       /* We keep an exact subset of the constructor elements.  */
7393       (if (multiple_p (idx, k, &elt) && multiple_p (n, k, &count))
7394        (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
7395         { build_zero_cst (type); }
7396         (if (count == 1)
7397          (if (elt < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor))
7398           (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt)->value; })
7399           { build_zero_cst (type); })
7400          /* We don't want to emit new CTORs unless the old one goes away.
7401             ???  Eventually allow this if the CTOR ends up constant or
7402             uniform.  */
7403          (if (single_use (@0))
7404           (with
7405             {
7406               vec<constructor_elt, va_gc> *vals;
7407               vec_alloc (vals, count);
7408               bool constant_p = true;
7409               tree res;
7410               for (unsigned i = 0;
7411                    i < count && elt + i < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor); ++i)
7412                 {
7413                   tree e = CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt + i)->value;
7414                   CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (vals, NULL_TREE, e);
7415                   if (!CONSTANT_CLASS_P (e))
7416                     constant_p = false;
7417                 }
7418               tree evtype = (types_match (TREE_TYPE (type),
7419                                           TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor)))
7420                              ? type
7421                              : build_vector_type (TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor)),
7422                                                   count * k));
7423               res = (constant_p ? build_vector_from_ctor (evtype, vals)
7424                      : build_constructor (evtype, vals));
7425             }
7426             (view_convert { res; }))))))
7427       /* The bitfield references a single constructor element.  */
7428       (if (k.is_constant (&const_k)
7429            && idx + n <= (idx / const_k + 1) * const_k)
7430        (switch
7431         (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) <= idx / const_k)
7432          { build_zero_cst (type); })
7433         (if (n == const_k)
7434          (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }))
7435         (BIT_FIELD_REF { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }
7436                        @1 { bitsize_int ((idx % const_k) * width); })))))))))
7438 /* Simplify a bit extraction from a bit insertion for the cases with
7439    the inserted element fully covering the extraction or the insertion
7440    not touching the extraction.  */
7441 (simplify
7442  (BIT_FIELD_REF (bit_insert @0 @1 @ipos) @rsize @rpos)
7443  (with
7444   {
7445     unsigned HOST_WIDE_INT isize;
7446     if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
7447       isize = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
7448     else
7449       isize = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1)));
7450   }
7451   (switch
7452    (if (wi::leu_p (wi::to_wide (@ipos), wi::to_wide (@rpos))
7453         && wi::leu_p (wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize),
7454                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
7455     (BIT_FIELD_REF @1 @rsize { wide_int_to_tree (bitsizetype,
7456                                                  wi::to_wide (@rpos)
7457                                                  - wi::to_wide (@ipos)); }))
7458    (if (wi::geu_p (wi::to_wide (@ipos),
7459                    wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize))
7460         || wi::geu_p (wi::to_wide (@rpos),
7461                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
7462     (BIT_FIELD_REF @0 @rsize @rpos)))))
7464 (if (canonicalize_math_after_vectorization_p ())
7465  (for fmas (FMA)
7466   (simplify
7467    (fmas:c (negate @0) @1 @2)
7468    (IFN_FNMA @0 @1 @2))
7469   (simplify
7470    (fmas @0 @1 (negate @2))
7471    (IFN_FMS @0 @1 @2))
7472   (simplify
7473    (fmas:c (negate @0) @1 (negate @2))
7474    (IFN_FNMS @0 @1 @2))
7475   (simplify
7476    (negate (fmas@3 @0 @1 @2))
7477    (if (single_use (@3))
7478     (IFN_FNMS @0 @1 @2))))
7480  (simplify
7481   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 @2)
7482   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
7483  (simplify
7484   (IFN_FMS @0 @1 (negate @2))
7485   (IFN_FMA @0 @1 @2))
7486  (simplify
7487   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
7488   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
7489  (simplify
7490   (negate (IFN_FMS@3 @0 @1 @2))
7491    (if (single_use (@3))
7492     (IFN_FNMA @0 @1 @2)))
7494  (simplify
7495   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 @2)
7496   (IFN_FMA @0 @1 @2))
7497  (simplify
7498   (IFN_FNMA @0 @1 (negate @2))
7499   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
7500  (simplify
7501   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 (negate @2))
7502   (IFN_FMS @0 @1 @2))
7503  (simplify
7504   (negate (IFN_FNMA@3 @0 @1 @2))
7505   (if (single_use (@3))
7506    (IFN_FMS @0 @1 @2)))
7508  (simplify
7509   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 @2)
7510   (IFN_FMS @0 @1 @2))
7511  (simplify
7512   (IFN_FNMS @0 @1 (negate @2))
7513   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
7514  (simplify
7515   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
7516   (IFN_FMA @0 @1 @2))
7517  (simplify
7518   (negate (IFN_FNMS@3 @0 @1 @2))
7519   (if (single_use (@3))
7520    (IFN_FMA @0 @1 @2))))
7522 /* CLZ simplifications.  */
7523 (for clz (CLZ)
7524  (for op (eq ne)
7525       cmp (lt ge)
7526   (simplify
7527    (op (clz:s@2 @0) INTEGER_CST@1)
7528    (if (integer_zerop (@1) && single_use (@2))
7529     /* clz(X) == 0 is (int)X < 0 and clz(X) != 0 is (int)X >= 0.  */
7530     (with { tree type0 = TREE_TYPE (@0);
7531             tree stype = signed_type_for (type0);
7532             HOST_WIDE_INT val = 0;
7533             /* Punt on hypothetical weird targets.  */
7534             if (clz == CFN_CLZ
7535                 && CLZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
7536                                               val) == 2
7537                 && val == 0)
7538               stype = NULL_TREE;
7539           }
7540      (if (stype)
7541       (cmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))
7542     /* clz(X) == (prec-1) is X == 1 and clz(X) != (prec-1) is X != 1.  */
7543     (with { bool ok = true;
7544             HOST_WIDE_INT val = 0;
7545             tree type0 = TREE_TYPE (@0);
7546             /* Punt on hypothetical weird targets.  */
7547             if (clz == CFN_CLZ
7548                 && CLZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
7549                                               val) == 2
7550                 && val == TYPE_PRECISION (type0) - 1)
7551               ok = false;
7552           }
7553      (if (ok && wi::to_wide (@1) == (TYPE_PRECISION (type0) - 1))
7554       (op @0 { build_one_cst (type0); })))))))
7556 /* CTZ simplifications.  */
7557 (for ctz (CTZ)
7558  (for op (ge gt le lt)
7559       cmp (eq eq ne ne)
7560   (simplify
7561    /* __builtin_ctz (x) >= C -> (x & ((1 << C) - 1)) == 0.  */
7562    (op (ctz:s @0) INTEGER_CST@1)
7563     (with { bool ok = true;
7564             HOST_WIDE_INT val = 0;
7565             if (!tree_fits_shwi_p (@1))
7566               ok = false;
7567             else
7568               {
7569                 val = tree_to_shwi (@1);
7570                 /* Canonicalize to >= or <.  */
7571                 if (op == GT_EXPR || op == LE_EXPR)
7572                   {
7573                     if (val == HOST_WIDE_INT_MAX)
7574                       ok = false;
7575                     else
7576                       val++;
7577                   }
7578               }
7579             bool zero_res = false;
7580             HOST_WIDE_INT zero_val = 0;
7581             tree type0 = TREE_TYPE (@0);
7582             int prec = TYPE_PRECISION (type0);
7583             if (ctz == CFN_CTZ
7584                 && CTZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
7585                                               zero_val) == 2)
7586               zero_res = true;
7587           }
7588      (if (val <= 0)
7589       (if (ok && (!zero_res || zero_val >= val))
7590        { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? true : false, type); })
7591       (if (val >= prec)
7592        (if (ok && (!zero_res || zero_val < val))
7593         { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); })
7594        (if (ok && (!zero_res || zero_val < 0 || zero_val >= prec))
7595         (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (type0,
7596                                              wi::mask (val, false, prec)); })
7597              { build_zero_cst (type0); })))))))
7598  (for op (eq ne)
7599   (simplify
7600    /* __builtin_ctz (x) == C -> (x & ((1 << (C + 1)) - 1)) == (1 << C).  */
7601    (op (ctz:s @0) INTEGER_CST@1)
7602     (with { bool zero_res = false;
7603             HOST_WIDE_INT zero_val = 0;
7604             tree type0 = TREE_TYPE (@0);
7605             int prec = TYPE_PRECISION (type0);
7606             if (ctz == CFN_CTZ
7607                 && CTZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
7608                                               zero_val) == 2)
7609               zero_res = true;
7610           }
7611      (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0 || wi::to_widest (@1) >= prec)
7612       (if (!zero_res || zero_val != wi::to_widest (@1))
7613        { constant_boolean_node (op == EQ_EXPR ? false : true, type); })
7614       (if (!zero_res || zero_val < 0 || zero_val >= prec)
7615        (op (bit_and @0 { wide_int_to_tree (type0,
7616                                            wi::mask (tree_to_uhwi (@1) + 1,
7617                                                      false, prec)); })
7618            { wide_int_to_tree (type0,
7619                                wi::shifted_mask (tree_to_uhwi (@1), 1,
7620                                                  false, prec)); })))))))
7622 /* POPCOUNT simplifications.  */
7623 /* popcount(X) + popcount(Y) is popcount(X|Y) when X&Y must be zero.  */
7624 (simplify
7625   (plus (POPCOUNT:s @0) (POPCOUNT:s @1))
7626   (if (wi::bit_and (tree_nonzero_bits (@0), tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
7627     (POPCOUNT (bit_ior @0 @1))))
7629 /* popcount(X) == 0 is X == 0, and related (in)equalities.  */
7630 (for popcount (POPCOUNT)
7631   (for cmp (le eq ne gt)
7632        rep (eq eq ne ne)
7633     (simplify
7634       (cmp (popcount @0) integer_zerop)
7635       (rep @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
7637 /* Canonicalize POPCOUNT(x)&1 as PARITY(X).  */
7638 (simplify
7639   (bit_and (POPCOUNT @0) integer_onep)
7640   (PARITY @0))
7642 /* PARITY simplifications.  */
7643 /* parity(~X) is parity(X).  */
7644 (simplify
7645   (PARITY (bit_not @0))
7646   (PARITY @0))
7648 /* parity(X)^parity(Y) is parity(X^Y).  */
7649 (simplify
7650   (bit_xor (PARITY:s @0) (PARITY:s @1))
7651   (PARITY (bit_xor @0 @1)))
7653 /* Common POPCOUNT/PARITY simplifications.  */
7654 /* popcount(X&C1) is (X>>C2)&1 when C1 == 1<<C2.  Same for parity(X&C1).  */
7655 (for pfun (POPCOUNT PARITY)
7656   (simplify
7657     (pfun @0)
7658     (with { wide_int nz = tree_nonzero_bits (@0); }
7659       (switch
7660         (if (nz == 1)
7661           (convert @0))
7662         (if (wi::popcount (nz) == 1)
7663           (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
7664             (convert (rshift:utype (convert:utype @0)
7665                                    { build_int_cst (integer_type_node,
7666                                                     wi::ctz (nz)); }))))))))
7668 #if GIMPLE
7669 /* 64- and 32-bits branchless implementations of popcount are detected:
7671    int popcount64c (uint64_t x)
7672    {
7673      x -= (x >> 1) & 0x5555555555555555ULL;
7674      x = (x & 0x3333333333333333ULL) + ((x >> 2) & 0x3333333333333333ULL);
7675      x = (x + (x >> 4)) & 0x0f0f0f0f0f0f0f0fULL;
7676      return (x * 0x0101010101010101ULL) >> 56;
7677    }
7679    int popcount32c (uint32_t x)
7680    {
7681      x -= (x >> 1) & 0x55555555;
7682      x = (x & 0x33333333) + ((x >> 2) & 0x33333333);
7683      x = (x + (x >> 4)) & 0x0f0f0f0f;
7684      return (x * 0x01010101) >> 24;
7685    }  */
7686 (simplify
7687  (rshift
7688   (mult
7689    (bit_and
7690     (plus:c
7691      (rshift @8 INTEGER_CST@5)
7692       (plus:c@8
7693        (bit_and @6 INTEGER_CST@7)
7694         (bit_and
7695          (rshift
7696           (minus@6 @0
7697            (bit_and (rshift @0 INTEGER_CST@4) INTEGER_CST@11))
7698           INTEGER_CST@10)
7699          INTEGER_CST@9)))
7700     INTEGER_CST@3)
7701    INTEGER_CST@2)
7702   INTEGER_CST@1)
7703   /* Check constants and optab.  */
7704   (with { unsigned prec = TYPE_PRECISION (type);
7705           int shift = (64 - prec) & 63;
7706           unsigned HOST_WIDE_INT c1
7707             = HOST_WIDE_INT_UC (0x0101010101010101) >> shift;
7708           unsigned HOST_WIDE_INT c2
7709             = HOST_WIDE_INT_UC (0x0F0F0F0F0F0F0F0F) >> shift;
7710           unsigned HOST_WIDE_INT c3
7711             = HOST_WIDE_INT_UC (0x3333333333333333) >> shift;
7712           unsigned HOST_WIDE_INT c4
7713             = HOST_WIDE_INT_UC (0x5555555555555555) >> shift;
7714    }
7715    (if (prec >= 16
7716         && prec <= 64
7717         && pow2p_hwi (prec)
7718         && TYPE_UNSIGNED (type)
7719         && integer_onep (@4)
7720         && wi::to_widest (@10) == 2
7721         && wi::to_widest (@5) == 4
7722         && wi::to_widest (@1) == prec - 8
7723         && tree_to_uhwi (@2) == c1
7724         && tree_to_uhwi (@3) == c2
7725         && tree_to_uhwi (@9) == c3
7726         && tree_to_uhwi (@7) == c3
7727         && tree_to_uhwi (@11) == c4)
7728     (if (direct_internal_fn_supported_p (IFN_POPCOUNT, type,
7729                                          OPTIMIZE_FOR_BOTH))
7730      (convert (IFN_POPCOUNT:type @0))
7731      /* Try to do popcount in two halves.  PREC must be at least
7732         five bits for this to work without extension before adding.  */
7733      (with {
7734        tree half_type = NULL_TREE;
7735        opt_machine_mode m = mode_for_size ((prec + 1) / 2, MODE_INT, 1);
7736        int half_prec = 8;
7737        if (m.exists ()
7738            && m.require () != TYPE_MODE (type))
7739          {
7740            half_prec = GET_MODE_PRECISION (as_a <scalar_int_mode> (m));
7741            half_type = build_nonstandard_integer_type (half_prec, 1);
7742          }
7743        gcc_assert (half_prec > 2);
7744       }
7745       (if (half_type != NULL_TREE
7746            && direct_internal_fn_supported_p (IFN_POPCOUNT, half_type,
7747                                               OPTIMIZE_FOR_BOTH))
7748        (convert (plus
7749          (IFN_POPCOUNT:half_type (convert @0))
7750          (IFN_POPCOUNT:half_type (convert (rshift @0
7751             { build_int_cst (integer_type_node, half_prec); } )))))))))))
7753 /* __builtin_ffs needs to deal on many targets with the possible zero
7754    argument.  If we know the argument is always non-zero, __builtin_ctz + 1
7755    should lead to better code.  */
7756 (simplify
7757  (FFS tree_expr_nonzero_p@0)
7758  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
7759       && direct_internal_fn_supported_p (IFN_CTZ, TREE_TYPE (@0),
7760                                          OPTIMIZE_FOR_SPEED))
7761   (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
7762    (plus (CTZ:type (convert:utype @0)) { build_one_cst (type); }))))
7763 #endif
7765 (for ffs (BUILT_IN_FFS BUILT_IN_FFSL BUILT_IN_FFSLL
7766           BUILT_IN_FFSIMAX)
7767  /* __builtin_ffs (X) == 0 -> X == 0.
7768     __builtin_ffs (X) == 6 -> (X & 63) == 32.  */
7769  (for cmp (eq ne)
7770   (simplify
7771    (cmp (ffs@2 @0) INTEGER_CST@1)
7772     (with { int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
7773      (switch
7774       (if (integer_zerop (@1))
7775        (cmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
7776       (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0 || wi::to_widest (@1) > prec)
7777        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? true : false, type); })
7778       (if (single_use (@2))
7779        (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7780                                             wi::mask (tree_to_uhwi (@1),
7781                                                       false, prec)); })
7782             { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7783                                 wi::shifted_mask (tree_to_uhwi (@1) - 1, 1,
7784                                                   false, prec)); }))))))
7786  /* __builtin_ffs (X) > 6 -> X != 0 && (X & 63) == 0.  */
7787  (for cmp (gt le)
7788       cmp2 (ne eq)
7789       cmp3 (eq ne)
7790       bit_op (bit_and bit_ior)
7791   (simplify
7792    (cmp (ffs@2 @0) INTEGER_CST@1)
7793     (with { int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
7794      (switch
7795       (if (integer_zerop (@1))
7796        (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
7797       (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
7798        { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR ? true : false, type); })
7799       (if (wi::to_widest (@1) >= prec)
7800        { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR ? false : true, type); })
7801       (if (wi::to_widest (@1) == prec - 1)
7802        (cmp3 @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7803                                     wi::shifted_mask (prec - 1, 1,
7804                                                       false, prec)); }))
7805       (if (single_use (@2))
7806        (bit_op (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })
7807                (cmp3 (bit_and @0
7808                               { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7809                                                   wi::mask (tree_to_uhwi (@1),
7810                                                   false, prec)); })
7811                      { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))))))
7813 #if GIMPLE
7815 /* Simplify:
7816      a = op a1
7817      r = cond ? a : b
7818      --> r = .COND_FN (cond, a, b)
7819 and,
7820     a = op a1
7821     r = cond ? b : a
7822     --> r = .COND_FN (~cond, b, a).  */
7824 (for uncond_op (UNCOND_UNARY)
7825      cond_op (COND_UNARY)
7826  (simplify
7827   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@3 @1)) @2)
7828    (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
7829     (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7830         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0)))
7831      (cond_op @0 @1 @2))))
7832  (simplify
7833   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@3 @2)))
7834    (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
7835     (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7836         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0)))
7837      (cond_op (bit_not @0) @2 @1)))))
7839 /* Simplify:
7841      a = a1 op a2
7842      r = c ? a : b;
7844    to:
7846      r = c ? a1 op a2 : b;
7848    if the target can do it in one go.  This makes the operation conditional
7849    on c, so could drop potentially-trapping arithmetic, but that's a valid
7850    simplification if the result of the operation isn't needed.
7852    Avoid speculatively generating a stand-alone vector comparison
7853    on targets that might not support them.  Any target implementing
7854    conditional internal functions must support the same comparisons
7855    inside and outside a VEC_COND_EXPR.  */
7857 (for uncond_op (UNCOND_BINARY)
7858      cond_op (COND_BINARY)
7859  (simplify
7860   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@4 @1 @2)) @3)
7861   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
7862    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7863         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0))
7864         && single_use (@4))
7865     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @3))))))
7866  (simplify
7867   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@4 @2 @3)))
7868   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
7869    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7870         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0))
7871         && single_use (@4))
7872     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 (view_convert:op_type @1)))))))
7874 /* Same for ternary operations.  */
7875 (for uncond_op (UNCOND_TERNARY)
7876      cond_op (COND_TERNARY)
7877  (simplify
7878   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@5 @1 @2 @3)) @4)
7879   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
7880    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7881         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0))
7882         && single_use (@5))
7883     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @4))))))
7884  (simplify
7885   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@5 @2 @3 @4)))
7886   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
7887    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7888         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0))
7889         && single_use (@5))
7890     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 @4
7891                   (view_convert:op_type @1)))))))
7892 #endif
7894 /* Detect cases in which a VEC_COND_EXPR effectively replaces the
7895    "else" value of an IFN_COND_*.  */
7896 (for cond_op (COND_BINARY)
7897  (simplify
7898   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3)) @4)
7899   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
7900    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
7901     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @4))))))
7902  (simplify
7903   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5)))
7904   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
7905    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
7906         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
7907     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 (view_convert:op_type @1)))))))
7909 /* Same for ternary operations.  */
7910 (for cond_op (COND_TERNARY)
7911  (simplify
7912   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3 @4)) @5)
7913   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
7914    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
7915     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @5))))))
7916  (simplify
7917   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5 @6)))
7918   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@6); }
7919    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
7920         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
7921     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 @5 (view_convert:op_type @1)))))))
7923 /* Detect simplication for a conditional reduction where
7925    a = mask1 ? b : 0
7926    c = mask2 ? d + a : d
7928    is turned into
7930    c = mask1 && mask2 ? d + b : d.  */
7931 (simplify
7932   (IFN_COND_ADD @0 @1 (vec_cond @2 @3 integer_zerop) @1)
7933    (IFN_COND_ADD (bit_and @0 @2) @1 @3 @1))
7935 /* For pointers @0 and @2 and nonnegative constant offset @1, look for
7936    expressions like:
7938    A: (@0 + @1 < @2) | (@2 + @1 < @0)
7939    B: (@0 + @1 <= @2) | (@2 + @1 <= @0)
7941    If pointers are known not to wrap, B checks whether @1 bytes starting
7942    at @0 and @2 do not overlap, while A tests the same thing for @1 + 1
7943    bytes.  A is more efficiently tested as:
7945    A: (sizetype) (@0 + @1 - @2) > @1 * 2
7947    The equivalent expression for B is given by replacing @1 with @1 - 1:
7949    B: (sizetype) (@0 + (@1 - 1) - @2) > (@1 - 1) * 2
7951    @0 and @2 can be swapped in both expressions without changing the result.
7953    The folds rely on sizetype's being unsigned (which is always true)
7954    and on its being the same width as the pointer (which we have to check).
7956    The fold replaces two pointer_plus expressions, two comparisons and
7957    an IOR with a pointer_plus, a pointer_diff, and a comparison, so in
7958    the best case it's a saving of two operations.  The A fold retains one
7959    of the original pointer_pluses, so is a win even if both pointer_pluses
7960    are used elsewhere.  The B fold is a wash if both pointer_pluses are
7961    used elsewhere, since all we end up doing is replacing a comparison with
7962    a pointer_plus.  We do still apply the fold under those circumstances
7963    though, in case applying it to other conditions eventually makes one of the
7964    pointer_pluses dead.  */
7965 (for ior (truth_orif truth_or bit_ior)
7966  (for cmp (le lt)
7967   (simplify
7968    (ior (cmp:cs (pointer_plus@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
7969         (cmp:cs (pointer_plus@4 @2 @1) @0))
7970    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
7971         && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (sizetype)
7972         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (sizetype))
7973     /* Calculate the rhs constant.  */
7974     (with { offset_int off = wi::to_offset (@1) - (cmp == LE_EXPR ? 1 : 0);
7975             offset_int rhs = off * 2; }
7976      /* Always fails for negative values.  */
7977      (if (wi::min_precision (rhs, UNSIGNED) <= TYPE_PRECISION (sizetype))
7978       /* Since the order of @0 and @2 doesn't matter, let tree_swap_operands_p
7979          pick a canonical order.  This increases the chances of using the
7980          same pointer_plus in multiple checks.  */
7981       (with { bool swap_p = tree_swap_operands_p (@0, @2);
7982               tree rhs_tree = wide_int_to_tree (sizetype, rhs); }
7983        (if (cmp == LT_EXPR)
7984         (gt (convert:sizetype
7985              (pointer_diff:ssizetype { swap_p ? @4 : @3; }
7986                                      { swap_p ? @0 : @2; }))
7987             { rhs_tree; })
7988         (gt (convert:sizetype
7989              (pointer_diff:ssizetype
7990               (pointer_plus { swap_p ? @2 : @0; }
7991                             { wide_int_to_tree (sizetype, off); })
7992               { swap_p ? @0 : @2; }))
7993             { rhs_tree; })))))))))
7995 /* Fold REDUC (@0 & @1) -> @0[I] & @1[I] if element I is the only nonzero
7996    element of @1.  */
7997 (for reduc (IFN_REDUC_PLUS IFN_REDUC_IOR IFN_REDUC_XOR)
7998  (simplify (reduc (view_convert? (bit_and @0 VECTOR_CST@1)))
7999   (with { int i = single_nonzero_element (@1); }
8000    (if (i >= 0)
8001     (with { tree elt = vector_cst_elt (@1, i);
8002             tree elt_type = TREE_TYPE (elt);
8003             unsigned int elt_bits = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (elt_type));
8004             tree size = bitsize_int (elt_bits);
8005             tree pos = bitsize_int (elt_bits * i); }
8006      (view_convert
8007       (bit_and:elt_type
8008        (BIT_FIELD_REF:elt_type @0 { size; } { pos; })
8009        { elt; })))))))
8011 /* Fold reduction of a single nonzero element constructor.  */
8012 (for reduc (IFN_REDUC_PLUS IFN_REDUC_IOR IFN_REDUC_XOR)
8013   (simplify (reduc (CONSTRUCTOR@0))
8014     (with { tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
8015                          ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0);
8016             tree elt = ctor_single_nonzero_element (ctor); }
8017       (if (elt
8018            && !HONOR_SNANS (type)
8019            && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
8020         { elt; }))))
8022 /* Fold REDUC (@0 op VECTOR_CST) as REDUC (@0) op REDUC (VECTOR_CST).  */
8023 (for reduc (IFN_REDUC_PLUS IFN_REDUC_MAX IFN_REDUC_MIN IFN_REDUC_FMAX
8024             IFN_REDUC_FMIN IFN_REDUC_AND IFN_REDUC_IOR IFN_REDUC_XOR)
8025      op (plus max min IFN_FMAX IFN_FMIN bit_and bit_ior bit_xor)
8026   (simplify (reduc (op @0 VECTOR_CST@1))
8027     (op (reduc:type @0) (reduc:type @1))))
8029 /* Simplify vector floating point operations of alternating sub/add pairs
8030    into using an fneg of a wider element type followed by a normal add.
8031    under IEEE 754 the fneg of the wider type will negate every even entry
8032    and when doing an add we get a sub of the even and add of every odd
8033    elements.  */
8034 (simplify
8035  (vec_perm (plus:c @0 @1) (minus @0 @1) VECTOR_CST@2)
8036  (if (!VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type)
8037       && !FLOAT_WORDS_BIG_ENDIAN)
8038   (with
8039    {
8040      /* Build a vector of integers from the tree mask.  */
8041      vec_perm_builder builder;
8042    }
8043    (if (tree_to_vec_perm_builder (&builder, @2))
8044     (with
8045      {
8046        /* Create a vec_perm_indices for the integer vector.  */
8047        poly_uint64 nelts = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type);
8048        vec_perm_indices sel (builder, 2, nelts);
8049        machine_mode vec_mode = TYPE_MODE (type);
8050        machine_mode wide_mode;
8051        scalar_mode wide_elt_mode;
8052        poly_uint64 wide_nunits;
8053        scalar_mode inner_mode = GET_MODE_INNER (vec_mode);
8054      }
8055      (if (sel.series_p (0, 2, 0, 2)
8056           && GET_MODE_2XWIDER_MODE (inner_mode).exists (&wide_elt_mode)
8057           && multiple_p (GET_MODE_NUNITS (vec_mode), 2, &wide_nunits)
8058           && related_vector_mode (vec_mode, wide_elt_mode,
8059                                   wide_nunits).exists (&wide_mode))
8060         (with
8061          {
8062            tree stype
8063              = lang_hooks.types.type_for_mode (GET_MODE_INNER (wide_mode),
8064                                                TYPE_UNSIGNED (type));
8065            tree ntype = build_vector_type_for_mode (stype, wide_mode);
8067            /* The format has to be a non-extended ieee format.  */
8068            const struct real_format *fmt_old = FLOAT_MODE_FORMAT (vec_mode);
8069            const struct real_format *fmt_new = FLOAT_MODE_FORMAT (wide_mode);
8070          }
8071          (if (TYPE_MODE (stype) != BLKmode
8072               && VECTOR_TYPE_P (ntype)
8073               && fmt_old != NULL
8074               && fmt_new != NULL)
8075           (with
8076            {
8077              /* If the target doesn't support v1xx vectors, try using
8078                 scalar mode xx instead.  */
8079             if (known_eq (GET_MODE_NUNITS (wide_mode), 1)
8080                 && !target_supports_op_p (ntype, NEGATE_EXPR, optab_vector))
8081               ntype = stype;
8082            }
8083            (if (fmt_new->signbit_rw
8084                 == fmt_old->signbit_rw + GET_MODE_UNIT_BITSIZE (vec_mode)
8085                 && fmt_new->signbit_rw == fmt_new->signbit_ro
8086                 && targetm.can_change_mode_class (TYPE_MODE (ntype), TYPE_MODE (type), ALL_REGS)
8087                 && ((optimize_vectors_before_lowering_p () && VECTOR_TYPE_P (ntype))
8088                     || target_supports_op_p (ntype, NEGATE_EXPR, optab_vector)))
8089             (plus (view_convert:type (negate (view_convert:ntype @1))) @0)))))))))))
8091 (simplify
8092  (vec_perm @0 @1 VECTOR_CST@2)
8093  (with
8094   {
8095     tree op0 = @0, op1 = @1, op2 = @2;
8096     machine_mode result_mode = TYPE_MODE (type);
8097     machine_mode op_mode = TYPE_MODE (TREE_TYPE (op0));
8099     /* Build a vector of integers from the tree mask.  */
8100     vec_perm_builder builder;
8101   }
8102   (if (tree_to_vec_perm_builder (&builder, op2))
8103    (with
8104     {
8105       /* Create a vec_perm_indices for the integer vector.  */
8106       poly_uint64 nelts = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type);
8107       bool single_arg = (op0 == op1);
8108       vec_perm_indices sel (builder, single_arg ? 1 : 2, nelts);
8109     }
8110     (if (sel.series_p (0, 1, 0, 1))
8111      { op0; }
8112      (if (sel.series_p (0, 1, nelts, 1))
8113       { op1; }
8114       (with
8115        {
8116          if (!single_arg)
8117            {
8118              if (sel.all_from_input_p (0))
8119                op1 = op0;
8120              else if (sel.all_from_input_p (1))
8121                {
8122                  op0 = op1;
8123                  sel.rotate_inputs (1);
8124                }
8125              else if (known_ge (poly_uint64 (sel[0]), nelts))
8126                {
8127                  std::swap (op0, op1);
8128                  sel.rotate_inputs (1);
8129                }
8130            }
8131          gassign *def;
8132          tree cop0 = op0, cop1 = op1;
8133          if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME
8134              && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op0)))
8135              && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
8136            cop0 = gimple_assign_rhs1 (def);
8137          if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME
8138              && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op1)))
8139              && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
8140            cop1 = gimple_assign_rhs1 (def);
8141          tree t;
8142        }
8143        (if ((TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
8144              || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR)
8145             && (TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
8146                 || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR)
8147             && (t = fold_vec_perm (type, cop0, cop1, sel)))
8148         { t; }
8149         (with
8150          {
8151            bool changed = (op0 == op1 && !single_arg);
8152            tree ins = NULL_TREE;
8153            unsigned at = 0;
8155            /* See if the permutation is performing a single element
8156               insert from a CONSTRUCTOR or constant and use a BIT_INSERT_EXPR
8157               in that case.  But only if the vector mode is supported,
8158               otherwise this is invalid GIMPLE.  */
8159            if (op_mode != BLKmode
8160                && (TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
8161                    || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR
8162                    || TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
8163                    || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR))
8164              {
8165                bool insert_first_p = sel.series_p (1, 1, nelts + 1, 1);
8166                if (insert_first_p)
8167                  {
8168                    /* After canonicalizing the first elt to come from the
8169                       first vector we only can insert the first elt from
8170                       the first vector.  */
8171                    at = 0;
8172                    if ((ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[0])))
8173                      op0 = op1;
8174                  }
8175                /* The above can fail for two-element vectors which always
8176                   appear to insert the first element, so try inserting
8177                   into the second lane as well.  For more than two
8178                   elements that's wasted time.  */
8179                if (!insert_first_p || (!ins && maybe_eq (nelts, 2u)))
8180                  {
8181                    unsigned int encoded_nelts = sel.encoding ().encoded_nelts ();
8182                    for (at = 0; at < encoded_nelts; ++at)
8183                      if (maybe_ne (sel[at], at))
8184                        break;
8185                    if (at < encoded_nelts
8186                        && (known_eq (at + 1, nelts)
8187                            || sel.series_p (at + 1, 1, at + 1, 1)))
8188                      {
8189                        if (known_lt (poly_uint64 (sel[at]), nelts))
8190                          ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[at]);
8191                        else
8192                          ins = fold_read_from_vector (cop1, sel[at] - nelts);
8193                      }
8194                  }
8195              }
8197            /* Generate a canonical form of the selector.  */
8198            if (!ins && sel.encoding () != builder)
8199              {
8200                /* Some targets are deficient and fail to expand a single
8201                   argument permutation while still allowing an equivalent
8202                   2-argument version.  */
8203                tree oldop2 = op2;
8204                if (sel.ninputs () == 2
8205                    || can_vec_perm_const_p (result_mode, op_mode, sel, false))
8206                  op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
8207                else
8208                  {
8209                    vec_perm_indices sel2 (builder, 2, nelts);
8210                    if (can_vec_perm_const_p (result_mode, op_mode, sel2, false))
8211                      op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel2);
8212                    else
8213                      /* Not directly supported with either encoding,
8214                         so use the preferred form.  */
8215                      op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
8216                  }
8217                if (!operand_equal_p (op2, oldop2, 0))
8218                  changed = true;
8219              }
8220          }
8221          (if (ins)
8222           (bit_insert { op0; } { ins; }
8223            { bitsize_int (at * vector_element_bits (type)); })
8224           (if (changed)
8225            (vec_perm { op0; } { op1; } { op2; }))))))))))))
8227 /* VEC_PERM_EXPR (v, v, mask) -> v where v contains same element.  */
8229 (match vec_same_elem_p
8230  (vec_duplicate @0))
8232 (match vec_same_elem_p
8233  CONSTRUCTOR@0
8234  (if (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
8235       && uniform_vector_p (gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0))))))
8237 (match vec_same_elem_p
8238  @0
8239  (if (uniform_vector_p (@0))))
8242 (simplify
8243  (vec_perm vec_same_elem_p@0 @0 @1)
8244  @0)
8246 /* Push VEC_PERM earlier if that may help FMA perception (PR101895).  */
8247 (simplify
8248  (plus:c (vec_perm:s (mult:c@0 @1 vec_same_elem_p@2) @0 @3) @4)
8249  (if (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME && num_imm_uses (@0) == 2)
8250   (plus (mult (vec_perm @1 @1 @3) @2) @4)))
8251 (simplify
8252  (minus (vec_perm:s (mult:c@0 @1 vec_same_elem_p@2) @0 @3) @4)
8253  (if (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME && num_imm_uses (@0) == 2)
8254   (minus (mult (vec_perm @1 @1 @3) @2) @4)))
8257 /* Merge
8258    c = VEC_PERM_EXPR <a, b, VCST0>;
8259    d = VEC_PERM_EXPR <c, c, VCST1>;
8260    to
8261    d = VEC_PERM_EXPR <a, b, NEW_VCST>;  */
8263 (simplify
8264  (vec_perm (vec_perm@0 @1 @2 VECTOR_CST@3) @0 VECTOR_CST@4)
8265  (if (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type).is_constant ())
8266   (with
8267    {
8268      machine_mode result_mode = TYPE_MODE (type);
8269      machine_mode op_mode = TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1));
8270      int nelts = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type).to_constant ();
8271      vec_perm_builder builder0;
8272      vec_perm_builder builder1;
8273      vec_perm_builder builder2 (nelts, nelts, 1);
8274    }
8275    (if (tree_to_vec_perm_builder (&builder0, @3)
8276         && tree_to_vec_perm_builder (&builder1, @4))
8277     (with
8278      {
8279        vec_perm_indices sel0 (builder0, 2, nelts);
8280        vec_perm_indices sel1 (builder1, 1, nelts);
8282        for (int i = 0; i < nelts; i++)
8283          builder2.quick_push (sel0[sel1[i].to_constant ()]);
8285        vec_perm_indices sel2 (builder2, 2, nelts);
8287        tree op0 = NULL_TREE;
8288        /* If the new VEC_PERM_EXPR can't be handled but both
8289           original VEC_PERM_EXPRs can, punt.
8290           If one or both of the original VEC_PERM_EXPRs can't be
8291           handled and the new one can't be either, don't increase
8292           number of VEC_PERM_EXPRs that can't be handled.  */
8293        if (can_vec_perm_const_p (result_mode, op_mode, sel2, false)
8294            || (single_use (@0)
8295                ? (!can_vec_perm_const_p (result_mode, op_mode, sel0, false)
8296                   || !can_vec_perm_const_p (result_mode, op_mode, sel1, false))
8297                : !can_vec_perm_const_p (result_mode, op_mode, sel1, false)))
8298          op0 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (@4), sel2);
8299      }
8300      (if (op0)
8301       (vec_perm @1 @2 { op0; })))))))
8304 /* Match count trailing zeroes for simplify_count_trailing_zeroes in fwprop.
8305    The canonical form is array[((x & -x) * C) >> SHIFT] where C is a magic
8306    constant which when multiplied by a power of 2 contains a unique value
8307    in the top 5 or 6 bits.  This is then indexed into a table which maps it
8308    to the number of trailing zeroes.  */
8309 (match (ctz_table_index @1 @2 @3)
8310   (rshift (mult (bit_and:c (negate @1) @1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3))
8312 (match (cond_expr_convert_p @0 @2 @3 @6)
8313  (cond (simple_comparison@6 @0 @1) (convert@4 @2) (convert@5 @3))
8314   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
8315        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
8316        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
8317        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
8318        && TYPE_PRECISION (type) != TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
8319        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
8320           == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2))
8321        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
8322           == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
8323        /* For vect_recog_cond_expr_convert_pattern, @2 and @3 can differ in
8324           signess when convert is truncation, but not ok for extension since
8325           it's sign_extend vs zero_extend.  */
8326        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type)
8327            || (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2))
8328                == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))))
8329        && single_use (@4)
8330        && single_use (@5))))
8332 (for bit_op (bit_and bit_ior bit_xor)
8333  (match (bitwise_induction_p @0 @2 @3)
8334   (bit_op:c
8335    (nop_convert1? (bit_not2?@0 (convert3? (lshift integer_onep@1 @2))))
8336    @3)))
8338 (match (bitwise_induction_p @0 @2 @3)
8339  (bit_not
8340   (nop_convert1? (bit_xor@0 (convert2? (lshift integer_onep@1 @2)) @3))))
8342 /* n - (((n > C1) ? n : C1) & -C2) ->  n & C1 for unsigned case.
8343    n - (((n > C1) ? n : C1) & -C2) ->  (n <= C1) ? n : (n & C1) for signed case.  */
8344 (simplify
8345   (minus @0 (bit_and (max @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2))
8346   (with { auto i = wi::neg (wi::to_wide (@2)); }
8347   /* Check if -C2 is a power of 2 and C1 = -C2 - 1.  */
8348     (if (wi::popcount (i) == 1
8349          && (wi::to_wide (@1)) == (i - 1))
8350       (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
8351         (bit_and @0 @1)
8352       (cond (le @0 @1) @0 (bit_and @0 @1))))))
8354 /* -x & 1 -> x & 1.  */
8355 (simplify 
8356  (bit_and (negate @0) integer_onep@1)
8357  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
8358   (bit_and @0 @1)))
8360 /* Optimize
8361    c1 = VEC_PERM_EXPR (a, a, mask)
8362    c2 = VEC_PERM_EXPR (b, b, mask)
8363    c3 = c1 op c2
8364    -->
8365    c = a op b
8366    c3 = VEC_PERM_EXPR (c, c, mask)
8367    For all integer non-div operations.  */
8368 (for op (plus minus mult bit_and bit_ior bit_xor
8369          lshift rshift)
8370  (simplify
8371   (op (vec_perm @0 @0 @2) (vec_perm @1 @1 @2))
8372    (if (VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
8373     (vec_perm (op@3 @0 @1) @3 @2))))
8375 /* Similar for float arithmetic when permutation constant covers
8376    all vector elements.  */
8377 (for op (plus minus mult)
8378  (simplify
8379   (op (vec_perm @0 @0 VECTOR_CST@2) (vec_perm @1 @1 VECTOR_CST@2))
8380    (if (VECTOR_FLOAT_TYPE_P (type)
8381         && TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type).is_constant ())
8382     (with
8383      {
8384        tree perm_cst = @2;
8385        vec_perm_builder builder;
8386        bool full_perm_p = false;
8387        if (tree_to_vec_perm_builder (&builder, perm_cst))
8388          {
8389            unsigned HOST_WIDE_INT nelts;
8391            nelts = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type).to_constant ();
8392            /* Create a vec_perm_indices for the VECTOR_CST.  */
8393            vec_perm_indices sel (builder, 1, nelts);
8395            /* Check if perm indices covers all vector elements.  */
8396            if (sel.encoding ().encoded_full_vector_p ())
8397              {
8398                auto_sbitmap seen (nelts);
8399                bitmap_clear (seen);
8401                unsigned HOST_WIDE_INT count = 0, i;
8403                for (i = 0; i < nelts; i++)
8404                  {
8405                    if (!bitmap_set_bit (seen, sel[i].to_constant ()))
8406                     break;
8407                    count++;
8408                  }
8409                full_perm_p = count == nelts;
8410              }
8411          }
8412       }
8413       (if (full_perm_p)
8414         (vec_perm (op@3 @0 @1) @3 @2))))))