2018-02-09 Sebastian Perta <sebastian.perta@renesas.com>
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blob8631153696dbe6d6ef240dd4280130124cb255dc
1 /* Match-and-simplify patterns for shared GENERIC and GIMPLE folding.
2    This file is consumed by genmatch which produces gimple-match.c
3    and generic-match.c from it.
5    Copyright (C) 2014-2018 Free Software Foundation, Inc.
6    Contributed by Richard Biener <rguenther@suse.de>
7    and Prathamesh Kulkarni  <bilbotheelffriend@gmail.com>
9 This file is part of GCC.
11 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
12 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
13 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
14 version.
16 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
17 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
18 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
19 for more details.
21 You should have received a copy of the GNU General Public License
22 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
23 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
26 /* Generic tree predicates we inherit.  */
27 (define_predicates
28    integer_onep integer_zerop integer_all_onesp integer_minus_onep
29    integer_each_onep integer_truep integer_nonzerop
30    real_zerop real_onep real_minus_onep
31    zerop
32    CONSTANT_CLASS_P
33    tree_expr_nonnegative_p
34    tree_expr_nonzero_p
35    integer_valued_real_p
36    integer_pow2p
37    HONOR_NANS)
39 /* Operator lists.  */
40 (define_operator_list tcc_comparison
41   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
42 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
43   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
44 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
45   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
46 (define_operator_list swapped_tcc_comparison
47   gt   ge   eq ne le   lt   unordered ordered   ungt unge unlt unle uneq ltgt)
48 (define_operator_list simple_comparison         lt   le   eq ne ge   gt)
49 (define_operator_list swapped_simple_comparison gt   ge   eq ne le   lt)
51 #include "cfn-operators.pd"
53 /* Define operand lists for math rounding functions {,i,l,ll}FN,
54    where the versions prefixed with "i" return an int, those prefixed with
55    "l" return a long and those prefixed with "ll" return a long long.
57    Also define operand lists:
59      X<FN>F for all float functions, in the order i, l, ll
60      X<FN> for all double functions, in the same order
61      X<FN>L for all long double functions, in the same order.  */
62 #define DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN(FN) \
63   (define_operator_list X##FN##F BUILT_IN_I##FN##F \
64                                  BUILT_IN_L##FN##F \
65                                  BUILT_IN_LL##FN##F) \
66   (define_operator_list X##FN BUILT_IN_I##FN \
67                               BUILT_IN_L##FN \
68                               BUILT_IN_LL##FN) \
69   (define_operator_list X##FN##L BUILT_IN_I##FN##L \
70                                  BUILT_IN_L##FN##L \
71                                  BUILT_IN_LL##FN##L)
73 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (FLOOR)
74 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (CEIL)
75 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (ROUND)
76 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (RINT)
77     
78 /* As opposed to convert?, this still creates a single pattern, so
79    it is not a suitable replacement for convert? in all cases.  */
80 (match (nop_convert @0)
81  (convert @0)
82  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))))
83 (match (nop_convert @0)
84  (view_convert @0)
85  (if (VECTOR_TYPE_P (type) && VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
86       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
87                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0)))
88       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
89 /* This one has to be last, or it shadows the others.  */
90 (match (nop_convert @0)
91  @0) 
93 /* Simplifications of operations with one constant operand and
94    simplifications to constants or single values.  */
96 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
97   (simplify
98     (op @0 integer_zerop)
99     (non_lvalue @0)))
101 /* 0 +p index -> (type)index */
102 (simplify
103  (pointer_plus integer_zerop @1)
104  (non_lvalue (convert @1)))
106 /* ptr - 0 -> (type)ptr */
107 (simplify
108  (pointer_diff @0 integer_zerop)
109  (convert @0))
111 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
112    Likewise if the operands are reversed.  */
113 (simplify
114  (plus:c @0 real_zerop@1)
115  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 0))
116   (non_lvalue @0)))
118 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
119 (simplify
120  (minus @0 real_zerop@1)
121  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 1))
122   (non_lvalue @0)))
124 /* Simplify x - x.
125    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
126    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
127    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
128    is volatile.  */
129 (simplify
130  (minus @0 @0)
131  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !HONOR_NANS (type))
132   { build_zero_cst (type); }))
133 (simplify
134  (pointer_diff @@0 @0)
135  { build_zero_cst (type); })
137 (simplify
138  (mult @0 integer_zerop@1)
139  @1)
141 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
142    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
143    same in modes with signed zeros, since multiplying a
144    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
145 (simplify
146  (mult @0 real_zerop@1)
147  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
148   @1))
150 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
151    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
152 (simplify
153  (mult @0 real_onep)
154  (if (!HONOR_SNANS (type)
155       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
156           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
157   (non_lvalue @0)))
159 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
160 (simplify
161  (mult @0 real_minus_onep)
162   (if (!HONOR_SNANS (type)
163        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
164            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
165    (negate @0)))
167 (for cmp (gt ge lt le)
168      outp (convert convert negate negate)
169      outn (negate negate convert convert)
170  /* Transform (X > 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1, X). */
171  /* Transform (X >= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1, X). */
172  /* Transform (X < 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1,-X). */
173  /* Transform (X <= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1,-X). */
174  (simplify
175   (cond (cmp @0 real_zerop) real_onep@1 real_minus_onep)
176   (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
177        && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
178    (switch
179     (if (types_match (type, float_type_node))
180      (BUILT_IN_COPYSIGNF @1 (outp @0)))
181     (if (types_match (type, double_type_node))
182      (BUILT_IN_COPYSIGN @1 (outp @0)))
183     (if (types_match (type, long_double_type_node))
184      (BUILT_IN_COPYSIGNL @1 (outp @0))))))
185  /* Transform (X > 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,-X). */
186  /* Transform (X >= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,-X). */
187  /* Transform (X < 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,X). */
188  /* Transform (X <= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,X). */
189  (simplify
190   (cond (cmp @0 real_zerop) real_minus_onep real_onep@1)
191   (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
192        && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
193    (switch
194     (if (types_match (type, float_type_node))
195      (BUILT_IN_COPYSIGNF @1 (outn @0)))
196     (if (types_match (type, double_type_node))
197      (BUILT_IN_COPYSIGN @1 (outn @0)))
198     (if (types_match (type, long_double_type_node))
199      (BUILT_IN_COPYSIGNL @1 (outn @0)))))))
201 /* Transform X * copysign (1.0, X) into abs(X). */
202 (simplify
203  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep @0))
204  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
205   (abs @0)))
207 /* Transform X * copysign (1.0, -X) into -abs(X). */
208 (simplify
209  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep (negate @0)))
210  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
211   (negate (abs @0))))
213 /* Transform copysign (CST, X) into copysign (ABS(CST), X). */
214 (simplify
215  (COPYSIGN_ALL REAL_CST@0 @1)
216  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@0)))
217   (COPYSIGN_ALL (negate @0) @1)))
219 /* X * 1, X / 1 -> X.  */
220 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
221   (simplify
222     (op @0 integer_onep)
223     (non_lvalue @0)))
225 /* (A / (1 << B)) -> (A >> B).
226    Only for unsigned A.  For signed A, this would not preserve rounding
227    toward zero.
228    For example: (-1 / ( 1 << B)) !=  -1 >> B.  */
229 (simplify
230  (trunc_div @0 (lshift integer_onep@1 @2))
231  (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
232       && (!VECTOR_TYPE_P (type)
233           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_vector)
234           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_scalar)))
235   (rshift @0 @2)))
237 /* Preserve explicit divisions by 0: the C++ front-end wants to detect
238    undefined behavior in constexpr evaluation, and assuming that the division
239    traps enables better optimizations than these anyway.  */
240 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
241  /* 0 / X is always zero.  */
242  (simplify
243   (div integer_zerop@0 @1)
244   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
245   (if (!integer_zerop (@1))
246    @0))
247   /* X / -1 is -X.  */
248  (simplify
249    (div @0 integer_minus_onep@1)
250    (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
251     (negate @0)))
252  /* X / X is one.  */
253  (simplify
254   (div @0 @0)
255   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.
256      And not for _Fract types where we can't build 1.  */
257   (if (!integer_zerop (@0) && !ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
258    { build_one_cst (type); }))
259  /* X / abs (X) is X < 0 ? -1 : 1.  */ 
260  (simplify
261    (div:C @0 (abs @0))
262    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
263         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
264     (cond (lt @0 { build_zero_cst (type); })
265           { build_minus_one_cst (type); } { build_one_cst (type); })))
266  /* X / -X is -1.  */
267  (simplify
268    (div:C @0 (negate @0))
269    (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
270         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
271     { build_minus_one_cst (type); })))
273 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
274    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
275 (simplify
276  (floor_div @0 @1)
277  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
278       && TYPE_UNSIGNED (type))
279   (trunc_div @0 @1)))
281 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
282    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
283 (for div (trunc_div exact_div)
284  (simplify
285   (div (div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
286   (with {
287     bool overflow_p;
288     wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
289                             TYPE_SIGN (type), &overflow_p);
290    }
291    (if (!overflow_p)
292     (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
293     (if (TYPE_UNSIGNED (type)
294          || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
295      { build_zero_cst (type); })))))
297 /* Combine successive multiplications.  Similar to above, but handling
298    overflow is different.  */
299 (simplify
300  (mult (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
301  (with {
302    bool overflow_p;
303    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
304                            TYPE_SIGN (type), &overflow_p);
305   }
306   /* Skip folding on overflow: the only special case is @1 * @2 == -INT_MIN,
307      otherwise undefined overflow implies that @0 must be zero.  */
308   (if (!overflow_p || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
309    (mult @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))))
311 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
312    NaNs or Infinities.  */
313 (simplify
314  (rdiv @0 @0)
315  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
316       && ! HONOR_NANS (type)
317       && ! HONOR_INFINITIES (type))
318   { build_one_cst (type); }))
320 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
321    NaNs or Infinities.  */
322 (simplify
323  (rdiv:C @0 (negate @0))
324  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
325       && ! HONOR_NANS (type)
326       && ! HONOR_INFINITIES (type))
327   { build_minus_one_cst (type); }))
329 /* PR71078: x / abs(x) -> copysign (1.0, x) */
330 (simplify
331  (rdiv:C (convert? @0) (convert? (abs @0)))
332   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
333        && ! HONOR_NANS (type)
334        && ! HONOR_INFINITIES (type))
335    (switch
336     (if (types_match (type, float_type_node))
337      (BUILT_IN_COPYSIGNF { build_one_cst (type); } (convert @0)))
338     (if (types_match (type, double_type_node))
339      (BUILT_IN_COPYSIGN { build_one_cst (type); } (convert @0)))
340     (if (types_match (type, long_double_type_node))
341      (BUILT_IN_COPYSIGNL { build_one_cst (type); } (convert @0))))))
343 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
344 (simplify
345  (rdiv @0 real_onep)
346  (if (!HONOR_SNANS (type))
347   (non_lvalue @0)))
349 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
350 (simplify
351  (rdiv @0 real_minus_onep)
352  (if (!HONOR_SNANS (type))
353   (negate @0)))
355 (if (flag_reciprocal_math)
356  /* Convert (A/B)/C to A/(B*C). */
357  (simplify
358   (rdiv (rdiv:s @0 @1) @2)
359   (rdiv @0 (mult @1 @2)))
361  /* Canonicalize x / (C1 * y) to (x * C2) / y.  */
362  (simplify
363   (rdiv @0 (mult:s @1 REAL_CST@2))
364   (with
365    { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @2); }
366    (if (tem)
367     (rdiv (mult @0 { tem; } ) @1))))
369  /* Convert A/(B/C) to (A/B)*C  */
370  (simplify
371   (rdiv @0 (rdiv:s @1 @2))
372    (mult (rdiv @0 @1) @2)))
374 /* Simplify x / (- y) to -x / y.  */
375 (simplify
376  (rdiv @0 (negate @1))
377  (rdiv (negate @0) @1))
379 /* Optimize (X & (-A)) / A where A is a power of 2, to X >> log2(A) */
380 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
381  (simplify
382   (div (convert? (bit_and @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
383   (if (integer_pow2p (@2)
384        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
385        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
386        && wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@1) == 0)
387    (rshift (convert @0)
388            { build_int_cst (integer_type_node,
389                             wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))); }))))
391 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
392    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
393    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
394    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
395    tell if it is or not in a portable manner.  */
396 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
397  (simplify
398   (rdiv @0 cst@1)
399   (if (optimize)
400    (if (flag_reciprocal_math
401         && !real_zerop (@1))
402     (with
403      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
404      (if (tem)
405       (mult @0 { tem; } )))
406     (if (cst != COMPLEX_CST)
407      (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
408       (if (inverse)
409        (mult @0 { inverse; } ))))))))
411 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
412  /* 0 % X is always zero.  */
413  (simplify
414   (mod integer_zerop@0 @1)
415   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
416   (if (!integer_zerop (@1))
417    @0))
418  /* X % 1 is always zero.  */
419  (simplify
420   (mod @0 integer_onep)
421   { build_zero_cst (type); })
422  /* X % -1 is zero.  */
423  (simplify
424   (mod @0 integer_minus_onep@1)
425   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
426    { build_zero_cst (type); }))
427  /* X % X is zero.  */
428  (simplify
429   (mod @0 @0)
430   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
431   (if (!integer_zerop (@0))
432    { build_zero_cst (type); }))
433  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
434  (simplify
435   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
436   @2)
437  /* From extract_muldiv_1: (X * C1) % C2 is zero if C1 is a multiple of C2.  */
438  (simplify
439   (mod (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
440   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
441        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
442        && wi::multiple_of_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
443                              TYPE_SIGN (type)))
444    { build_zero_cst (type); })))
446 /* X % -C is the same as X % C.  */
447 (simplify
448  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
449   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
450        && !TREE_OVERFLOW (@1)
451        && wi::neg_p (wi::to_wide (@1))
452        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
453        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
454        && !sign_bit_p (@1, @1))
455    (trunc_mod @0 (negate @1))))
457 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
458 (simplify
459  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
460  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
461       && !TYPE_UNSIGNED (type)
462       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
463       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
464       /* Avoid this transformation if X might be INT_MIN or
465          Y might be -1, because we would then change valid
466          INT_MIN % -(-1) into invalid INT_MIN % -1.  */
467       && (expr_not_equal_to (@0, wi::to_wide (TYPE_MIN_VALUE (type)))
468           || expr_not_equal_to (@1, wi::minus_one (TYPE_PRECISION
469                                                         (TREE_TYPE (@1))))))
470   (trunc_mod @0 (convert @1))))
472 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
473 (simplify
474  (minus (convert1? @0) (convert2? (mult:c (trunc_div @@0 @@1) @1)))
475  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
476   (convert (trunc_mod @0 @1))))
478 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
479    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
480    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
481    to A & ((C << N) - 1).  */
482 (match (power_of_two_cand @1)
483  INTEGER_CST@1)
484 (match (power_of_two_cand @1)
485  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
486 (for mod (trunc_mod floor_mod)
487  (simplify
488   (mod @0 (convert?@3 (power_of_two_cand@1 @2)))
489   (if ((TYPE_UNSIGNED (type)
490         || tree_expr_nonnegative_p (@0))
491         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@3))
492         && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
493    (bit_and @0 (convert (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))))
495 /* Simplify (unsigned t * 2)/2 -> unsigned t & 0x7FFFFFFF.  */
496 (simplify
497  (trunc_div (mult @0 integer_pow2p@1) @1)
498  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
499   (bit_and @0 { wide_int_to_tree
500                 (type, wi::mask (TYPE_PRECISION (type)
501                                  - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)),
502                                  false, TYPE_PRECISION (type))); })))
504 /* Simplify (unsigned t / 2) * 2 -> unsigned t & ~1.  */
505 (simplify
506  (mult (trunc_div @0 integer_pow2p@1) @1)
507  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
508   (bit_and @0 (negate @1))))
510 /* Simplify (t * 2) / 2) -> t.  */
511 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
512  (simplify
513   (div (mult:c @0 @1) @1)
514   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
515        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
516    @0)))
518 (for op (negate abs)
519  /* Simplify cos(-x) and cos(|x|) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
520  (for coss (COS COSH)
521   (simplify
522    (coss (op @0))
523     (coss @0)))
524  /* Simplify pow(-x, y) and pow(|x|,y) -> pow(x,y) if y is an even integer.  */
525  (for pows (POW)
526   (simplify
527    (pows (op @0) REAL_CST@1)
528    (with { HOST_WIDE_INT n; }
529     (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
530      (pows @0 @1)))))
531  /* Likewise for powi.  */
532  (for pows (POWI)
533   (simplify
534    (pows (op @0) INTEGER_CST@1)
535    (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
536     (pows @0 @1))))
537  /* Strip negate and abs from both operands of hypot.  */
538  (for hypots (HYPOT)
539   (simplify
540    (hypots (op @0) @1)
541    (hypots @0 @1))
542   (simplify
543    (hypots @0 (op @1))
544    (hypots @0 @1)))
545  /* copysign(-x, y) and copysign(abs(x), y) -> copysign(x, y).  */
546  (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
547   (simplify
548    (copysigns (op @0) @1)
549    (copysigns @0 @1))))
551 /* abs(x)*abs(x) -> x*x.  Should be valid for all types.  */
552 (simplify
553  (mult (abs@1 @0) @1)
554  (mult @0 @0))
556 /* cos(copysign(x, y)) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
557 (for coss (COS COSH)
558      copysigns (COPYSIGN)
559  (simplify
560   (coss (copysigns @0 @1))
561    (coss @0)))
563 /* pow(copysign(x, y), z) -> pow(x, z) if z is an even integer.  */
564 (for pows (POW)
565      copysigns (COPYSIGN)
566  (simplify
567   (pows (copysigns @0 @2) REAL_CST@1)
568   (with { HOST_WIDE_INT n; }
569    (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
570     (pows @0 @1)))))
571 /* Likewise for powi.  */
572 (for pows (POWI)
573      copysigns (COPYSIGN)
574  (simplify
575   (pows (copysigns @0 @2) INTEGER_CST@1)
576   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
577    (pows @0 @1))))
579 (for hypots (HYPOT)
580      copysigns (COPYSIGN)
581  /* hypot(copysign(x, y), z) -> hypot(x, z).  */
582  (simplify
583   (hypots (copysigns @0 @1) @2)
584   (hypots @0 @2))
585  /* hypot(x, copysign(y, z)) -> hypot(x, y).  */
586  (simplify
587   (hypots @0 (copysigns @1 @2))
588   (hypots @0 @1)))
590 /* copysign(x, CST) -> [-]abs (x).  */
591 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
592  (simplify
593   (copysigns @0 REAL_CST@1)
594   (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
595    (negate (abs @0))
596    (abs @0))))
598 /* copysign(copysign(x, y), z) -> copysign(x, z).  */
599 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
600  (simplify
601   (copysigns (copysigns @0 @1) @2)
602   (copysigns @0 @2)))
604 /* copysign(x,y)*copysign(x,y) -> x*x.  */
605 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
606  (simplify
607   (mult (copysigns@2 @0 @1) @2)
608   (mult @0 @0)))
610 /* ccos(-x) -> ccos(x).  Similarly for ccosh.  */
611 (for ccoss (CCOS CCOSH)
612  (simplify
613   (ccoss (negate @0))
614    (ccoss @0)))
616 /* cabs(-x) and cos(conj(x)) -> cabs(x).  */
617 (for ops (conj negate)
618  (for cabss (CABS)
619   (simplify
620    (cabss (ops @0))
621    (cabss @0))))
623 /* Fold (a * (1 << b)) into (a << b)  */
624 (simplify
625  (mult:c @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
626   (if (! FLOAT_TYPE_P (type)
627        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
628    (lshift @0 @2)))
630 /* Fold (1 << (C - x)) where C = precision(type) - 1
631    into ((1 << C) >> x). */
632 (simplify
633  (lshift integer_onep@0 (minus@1 INTEGER_CST@2 @3))
634   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
635        && wi::eq_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (type) - 1)
636        && single_use (@1))
637    (if (TYPE_UNSIGNED (type))
638      (rshift (lshift @0 @2) @3)
639    (with
640     { tree utype = unsigned_type_for (type); }
641     (convert (rshift (lshift (convert:utype @0) @2) @3))))))
643 /* Fold (C1/X)*C2 into (C1*C2)/X.  */
644 (simplify
645  (mult (rdiv@3 REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
646   (if (flag_associative_math
647        && single_use (@3))
648    (with
649     { tree tem = const_binop (MULT_EXPR, type, @0, @2); }
650     (if (tem)
651      (rdiv { tem; } @1)))))
653 /* Simplify ~X & X as zero.  */
654 (simplify
655  (bit_and:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
656   { build_zero_cst (type); })
658 /* PR71636: Transform x & ((1U << b) - 1) -> x & ~(~0U << b);  */
659 (simplify
660   (bit_and:c @0 (plus:s (lshift:s integer_onep @1) integer_minus_onep))
661   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
662     (bit_and @0 (bit_not (lshift { build_all_ones_cst (type); } @1)))))
664 (for bitop (bit_and bit_ior)
665      cmp (eq ne)
666  /* PR35691: Transform
667     (x == 0 & y == 0) -> (x | typeof(x)(y)) == 0.
668     (x != 0 | y != 0) -> (x | typeof(x)(y)) != 0.  */
669  (simplify
670   (bitop (cmp @0 integer_zerop@2) (cmp @1 integer_zerop))
671    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
672         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
673         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
674     (cmp (bit_ior @0 (convert @1)) @2)))
675  /* Transform:
676     (x == -1 & y == -1) -> (x & typeof(x)(y)) == -1.
677     (x != -1 | y != -1) -> (x & typeof(x)(y)) != -1.  */
678  (simplify
679   (bitop (cmp @0 integer_all_onesp@2) (cmp @1 integer_all_onesp))
680    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
681         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
682         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
683     (cmp (bit_and @0 (convert @1)) @2))))
685 /* Fold (A & ~B) - (A & B) into (A ^ B) - B.  */
686 (simplify
687  (minus (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_and:cs @0 @1))
688   (minus (bit_xor @0 @1) @1))
689 (simplify
690  (minus (bit_and:s @0 INTEGER_CST@2) (bit_and:s @0 INTEGER_CST@1))
691  (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
692   (minus (bit_xor @0 @1) @1)))
694 /* Fold (A & B) - (A & ~B) into B - (A ^ B).  */
695 (simplify
696  (minus (bit_and:cs @0 @1) (bit_and:cs @0 (bit_not @1)))
697   (minus @1 (bit_xor @0 @1)))
699 /* Simplify (X & ~Y) |^+ (~X & Y) -> X ^ Y.  */
700 (for op (bit_ior bit_xor plus)
701  (simplify
702   (op (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_and:c (bit_not @0) @1))
703    (bit_xor @0 @1))
704  (simplify
705   (op:c (bit_and @0 INTEGER_CST@2) (bit_and (bit_not @0) INTEGER_CST@1))
706   (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
707    (bit_xor @0 @1))))
709 /* PR53979: Transform ((a ^ b) | a) -> (a | b) */
710 (simplify
711   (bit_ior:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
712   (bit_ior @0 @1))
714 /* (a & ~b) | (a ^ b)  -->  a ^ b  */
715 (simplify
716  (bit_ior:c (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_xor:c@2 @0 @1))
717  @2)
719 /* (a & ~b) ^ ~a  -->  ~(a & b)  */
720 (simplify
721  (bit_xor:c (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_not @0))
722  (bit_not (bit_and @0 @1)))
724 /* (a | b) & ~(a ^ b)  -->  a & b  */
725 (simplify
726  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_xor:c @0 @1)))
727  (bit_and @0 @1))
729 /* a | ~(a ^ b)  -->  a | ~b  */
730 (simplify
731  (bit_ior:c @0 (bit_not:s (bit_xor:c @0 @1)))
732  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
734 /* (a | b) | (a &^ b)  -->  a | b  */
735 (for op (bit_and bit_xor)
736  (simplify
737   (bit_ior:c (bit_ior@2 @0 @1) (op:c @0 @1))
738   @2))
740 /* (a & b) | ~(a ^ b)  -->  ~(a ^ b)  */
741 (simplify
742  (bit_ior:c (bit_and:c @0 @1) (bit_not@2 (bit_xor @0 @1)))
743  @2)
745 /* ~(~a & b)  -->  a | ~b  */
746 (simplify
747  (bit_not (bit_and:cs (bit_not @0) @1))
748  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
750 /* Simplify (~X & Y) to X ^ Y if we know that (X & ~Y) is 0.  */
751 #if GIMPLE
752 (simplify
753  (bit_and (bit_not SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
754  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
755       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
756   (bit_xor @0 @1)))
757 #endif
759 /* X % Y is smaller than Y.  */
760 (for cmp (lt ge)
761  (simplify
762   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
763   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
764    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
765 (for cmp (gt le)
766  (simplify
767   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
768   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
769    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
771 /* x | ~0 -> ~0  */
772 (simplify
773  (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
774  @1)
776 /* x | 0 -> x  */
777 (simplify
778  (bit_ior @0 integer_zerop)
779  @0)
781 /* x & 0 -> 0  */
782 (simplify
783  (bit_and @0 integer_zerop@1)
784  @1)
786 /* ~x | x -> -1 */
787 /* ~x ^ x -> -1 */
788 /* ~x + x -> -1 */
789 (for op (bit_ior bit_xor plus)
790  (simplify
791   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
792   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
794 /* x ^ x -> 0 */
795 (simplify
796   (bit_xor @0 @0)
797   { build_zero_cst (type); })
799 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
800 (simplify
801   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
802   (bit_not @0))
804 /* x & ~0 -> x  */
805 (simplify
806  (bit_and @0 integer_all_onesp)
807   (non_lvalue @0))
809 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
810 (for bitop (bit_and bit_ior)
811  (simplify
812   (bitop @0 @0)
813   (non_lvalue @0)))
815 /* x & C -> x if we know that x & ~C == 0.  */
816 #if GIMPLE
817 (simplify
818  (bit_and SSA_NAME@0 INTEGER_CST@1)
819  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
820       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
821   @0))
822 #endif
824 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
825 (simplify
826  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
827  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
829 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
830 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
831 (for bitop (bit_and bit_ior)
832  (simplify
833   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
834   (bitop @0 (bit_not @1))))
836 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
837 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
838 (for bitop (bit_and bit_ior)
839      rbitop (bit_ior bit_and)
840  (simplify
841   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
842   (bitop @1 @2)))
844 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
845 (simplify
846  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
847  (bit_xor @0 @1))
849 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
850 (simplify
851  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
852  (bit_and @0 @1))
854 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
855 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
856 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
857 (for op (plus bit_ior bit_xor)
858  (simplify
859   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
860   (bit_ior @0 @1)))
862 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
863 (simplify
864  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
865  (plus @0 @1))
867 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
868 (simplify
869  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
870  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
871       && !TYPE_SATURATING (type))
872   (bit_and @0 @1)))
874 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
875 (simplify
876  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
877  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
878       && !TYPE_SATURATING (type))
879   (bit_ior @0 @1)))
881 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
882 (simplify
883  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
884  (bit_and @0 @1))
886 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
887 (simplify
888  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
889  (bit_xor @0 @1))
891 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
892 (simplify
893  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
894  (bit_xor @0 @1))
896 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
897 (simplify
898  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
899  (bit_and @0 @1))
901 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
902    ~x | ~y -> ~(x & y) */
903 (for op (bit_and bit_ior)
904      rop (bit_ior bit_and)
905  (simplify
906   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
907   (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
908        && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
909    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
911 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
912    with a constant, and the two constants have no bits in common,
913    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
914    simplifications.  */
915 (for op (bit_xor plus)
916  (simplify
917   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
918       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
919   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
920        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
921        && (wi::to_wide (@1) & wi::to_wide (@3)) == 0)
922    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
924 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
925 (simplify
926  (bit_xor:c (convert1? (bit_ior:c @@0 @1)) (convert2? @0))
927  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
928   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
930 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
931 (simplify
932  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
933  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
934       && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
935   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
937 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
938 (simplify
939  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
940  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
941   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
943 /* Fold (X & Y) ^ Y and (X ^ Y) & Y as ~X & Y.  */
944 (for opo (bit_and bit_xor)
945      opi (bit_xor bit_and)
946  (simplify
947   (opo:c (opi:c @0 @1) @1) 
948   (bit_and (bit_not @0) @1)))
950 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
951    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
952    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
953    constants are involved.  For example, convert
954      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
955    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
956 (for op (bit_and bit_ior bit_xor)
957      rop (bit_ior bit_and bit_and)
958  (simplify
959   (op (convert? (rop:c @@0 @1)) (convert? (rop:c @0 @2)))
960   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
961        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
962    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
964 /* Some simple reassociation for bit operations, also handled in reassoc.  */
965 /* (X & Y) & Y -> X & Y
966    (X | Y) | Y -> X | Y  */
967 (for op (bit_and bit_ior)
968  (simplify
969   (op:c (convert1?@2 (op:c @0 @@1)) (convert2? @1))
970   @2))
971 /* (X ^ Y) ^ Y -> X  */
972 (simplify
973  (bit_xor:c (convert1? (bit_xor:c @0 @@1)) (convert2? @1))
974  (convert @0))
975 /* (X & Y) & (X & Z) -> (X & Y) & Z
976    (X | Y) | (X | Z) -> (X | Y) | Z  */
977 (for op (bit_and bit_ior)
978  (simplify
979   (op (convert1?@3 (op:c@4 @0 @1)) (convert2?@5 (op:c@6 @0 @2)))
980   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
981        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
982    (if (single_use (@5) && single_use (@6))
983     (op @3 (convert @2))
984     (if (single_use (@3) && single_use (@4))
985      (op (convert @1) @5))))))
986 /* (X ^ Y) ^ (X ^ Z) -> Y ^ Z  */
987 (simplify
988  (bit_xor (convert1? (bit_xor:c @0 @1)) (convert2? (bit_xor:c @0 @2)))
989  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
990       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
991   (bit_xor (convert @1) (convert @2))))
993 (simplify
994  (abs (abs@1 @0))
995  @1)
996 (simplify
997  (abs (negate @0))
998  (abs @0))
999 (simplify
1000  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
1001  @0)
1003 /* A few cases of fold-const.c negate_expr_p predicate.  */
1004 (match negate_expr_p
1005  INTEGER_CST
1006  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1007        && TYPE_UNSIGNED (type))
1008       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1009           && may_negate_without_overflow_p (t)))))
1010 (match negate_expr_p
1011  FIXED_CST)
1012 (match negate_expr_p
1013  (negate @0)
1014  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))))
1015 (match negate_expr_p
1016  REAL_CST
1017  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (t)))))
1018 /* VECTOR_CST handling of non-wrapping types would recurse in unsupported
1019    ways.  */
1020 (match negate_expr_p
1021  VECTOR_CST
1022  (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (type)) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))))
1023 (match negate_expr_p
1024  (minus @0 @1)
1025  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1026       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1027           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1028           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))))
1030 /* (-A) * (-B) -> A * B  */
1031 (simplify
1032  (mult:c (convert1? (negate @0)) (convert2? negate_expr_p@1))
1033   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1034        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1035    (mult (convert @0) (convert (negate @1)))))
1037 /* -(A + B) -> (-B) - A.  */
1038 (simplify
1039  (negate (plus:c @0 negate_expr_p@1))
1040  (if (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (element_mode (type))
1041       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type)))
1042   (minus (negate @1) @0)))
1044 /* -(A - B) -> B - A.  */
1045 (simplify
1046  (negate (minus @0 @1))
1047  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1048       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1049           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1050           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))
1051   (minus @1 @0)))
1052 (simplify
1053  (negate (pointer_diff @0 @1))
1054  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
1055   (pointer_diff @1 @0)))
1057 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  */
1058 (simplify
1059  (minus @0 negate_expr_p@1)
1060  (if (!FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1061  (plus @0 (negate @1))))
1063 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
1064    when profitable.
1065    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
1066    binary operation result instead of to the operands.  This allows
1067    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
1068    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
1069 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1070  (simplify
1071   (bitop (convert @0) (convert? @1))
1072   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1073          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1074          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
1075         || types_match (@0, @1))
1076        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
1077           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
1078           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
1079           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
1080           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
1081        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
1082        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
1083               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
1084            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
1085            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
1086               mode.  */
1087            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
1088            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
1089               of its mode.  */
1090            || !type_has_mode_precision_p (type)))
1091    (convert (bitop @0 (convert @1))))))
1093 (for bitop (bit_and bit_ior)
1094      rbitop (bit_ior bit_and)
1095   /* (x | y) & x -> x */
1096   /* (x & y) | x -> x */
1097  (simplify
1098   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
1099   @0)
1100  /* (~x | y) & x -> x & y */
1101  /* (~x & y) | x -> x | y */
1102  (simplify
1103   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
1104   (bitop @0 @1)))
1106 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
1107 (simplify
1108   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1109   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
1111 /* Combine successive equal operations with constants.  */
1112 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1113  (simplify
1114   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1115   (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1116    /* This is the canonical form regardless of whether (bitop @1 @2) can be
1117       folded to a constant.  */
1118    (bitop @0 (bitop @1 @2))
1119    /* In this case we have three constants and (bitop @0 @1) doesn't fold
1120       to a constant.  This can happen if @0 or @1 is a POLY_INT_CST and if
1121       the values involved are such that the operation can't be decided at
1122       compile time.  Try folding one of @0 or @1 with @2 to see whether
1123       that combination can be decided at compile time.
1125       Keep the existing form if both folds fail, to avoid endless
1126       oscillation.  */
1127    (with { tree cst1 = const_binop (bitop, type, @0, @2); }
1128     (if (cst1)
1129      (bitop @1 { cst1; })
1130      (with { tree cst2 = const_binop (bitop, type, @1, @2); }
1131       (if (cst2)
1132        (bitop @0 { cst2; }))))))))
1134 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
1135    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
1136 (match truth_valued_p
1137  @0
1138  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
1139 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
1140  (match truth_valued_p
1141   (op @0 @1)))
1142 (match truth_valued_p
1143   (truth_not @0))
1145 (match (logical_inverted_value @0)
1146  (truth_not @0))
1147 (match (logical_inverted_value @0)
1148  (bit_not truth_valued_p@0))
1149 (match (logical_inverted_value @0)
1150  (eq @0 integer_zerop))
1151 (match (logical_inverted_value @0)
1152  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
1153 (match (logical_inverted_value @0)
1154  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
1156 /* X & !X -> 0.  */
1157 (simplify
1158  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
1159  { build_zero_cst (type); })
1160 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
1161 (for op (bit_ior bit_xor)
1162  (simplify
1163   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1164   { constant_boolean_node (true, type); }))
1165 /* X ==/!= !X is false/true.  */
1166 (for op (eq ne)
1167  (simplify
1168   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1169   { constant_boolean_node (op == NE_EXPR ? true : false, type); }))
1171 /* ~~x -> x */
1172 (simplify
1173   (bit_not (bit_not @0))
1174   @0)
1176 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
1177 (simplify
1178  (bit_not (convert? (negate @0)))
1179  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1180       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1181   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1183 /* Convert - (~A) to A + 1.  */
1184 (simplify
1185  (negate (nop_convert (bit_not @0)))
1186  (plus (view_convert @0) { build_each_one_cst (type); }))
1188 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
1189 (simplify
1190  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
1191  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1192       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1193   (convert (negate @0))))
1194 (simplify
1195  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
1196  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1197       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1198   (convert (negate @0))))
1200 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
1201 (simplify
1202  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
1203  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1204   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
1205 (simplify
1206  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
1207  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1208   (convert (bit_xor @0 @1))))
1210 /* Otherwise prefer ~(X ^ Y) to ~X ^ Y as more canonical.  */
1211 (simplify
1212  (bit_xor:c (nop_convert:s (bit_not:s @0)) @1)
1213  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1214   (bit_not (bit_xor (view_convert @0) @1))))
1216 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
1217 (simplify
1218  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
1219  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
1221 /* Fold A - (A & B) into ~B & A.  */
1222 (simplify
1223  (minus (convert1? @0) (convert2?:s (bit_and:cs @@0 @1)))
1224  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1225       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1226   (convert (bit_and (bit_not @1) @0))))
1228 /* (m1 CMP m2) * d -> (m1 CMP m2) ? d : 0  */
1229 (for cmp (gt lt ge le)
1230 (simplify
1231  (mult (convert (cmp @0 @1)) @2)
1232   (cond (cmp @0 @1) @2 { build_zero_cst (type); })))
1234 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1235    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1236 (for cmp (eq ne)
1237  (simplify
1238   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1239   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1240        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1241        && tree_expr_nonzero_p (@1))
1242    (cmp @0 @2))))
1244 /* For integral types with wrapping overflow and C odd fold
1245    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1246 (for cmp (eq ne)
1247  (simplify
1248   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) (mult @2 @1))
1249   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1250        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
1251        && (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1) != 0)
1252    (cmp @0 @2))))
1254 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1255    x * C RELOP y * C into:
1257    x RELOP y for nonnegative C
1258    y RELOP x for negative C  */
1259 (for cmp (lt gt le ge)
1260  (simplify
1261   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1262   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1263        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1264    (if (tree_expr_nonnegative_p (@1) && tree_expr_nonzero_p (@1))
1265     (cmp @0 @2)
1266    (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1267         && wi::neg_p (wi::to_wide (@1), TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
1268     (cmp @2 @0))))))
1270 /* (X - 1U) <= INT_MAX-1U into (int) X > 0.  */
1271 (for cmp (le gt)
1272      icmp (gt le)
1273  (simplify
1274   (cmp (plus @0 integer_minus_onep@1) INTEGER_CST@2)
1275    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1276         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1277         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > 1
1278         && (wi::to_wide (@2)
1279             == wi::max_value (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)), SIGNED) - 1))
1280     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1281      (icmp (convert:stype @0) { build_int_cst (stype, 0); })))))
1283 /* X / 4 < Y / 4 iff X < Y when the division is known to be exact.  */
1284 (for cmp (simple_comparison)
1285  (simplify
1286   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@2) (exact_div @1 @2))
1287   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1288    (cmp @0 @1))))
1290 /* X / C1 op C2 into a simple range test.  */
1291 (for cmp (simple_comparison)
1292  (simplify
1293   (cmp (trunc_div:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
1294   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1295        && integer_nonzerop (@1)
1296        && !TREE_OVERFLOW (@1)
1297        && !TREE_OVERFLOW (@2))
1298    (with { tree lo, hi; bool neg_overflow;
1299            enum tree_code code = fold_div_compare (cmp, @1, @2, &lo, &hi,
1300                                                    &neg_overflow); }
1301     (switch
1302      (if (code == LT_EXPR || code == GE_EXPR)
1303        (if (TREE_OVERFLOW (lo))
1304         { build_int_cst (type, (code == LT_EXPR) ^ neg_overflow); }
1305         (if (code == LT_EXPR)
1306          (lt @0 { lo; })
1307          (ge @0 { lo; }))))
1308      (if (code == LE_EXPR || code == GT_EXPR)
1309        (if (TREE_OVERFLOW (hi))
1310         { build_int_cst (type, (code == LE_EXPR) ^ neg_overflow); }
1311         (if (code == LE_EXPR)
1312          (le @0 { hi; })
1313          (gt @0 { hi; }))))
1314      (if (!lo && !hi)
1315       { build_int_cst (type, code == NE_EXPR); })
1316      (if (code == EQ_EXPR && !hi)
1317       (ge @0 { lo; }))
1318      (if (code == EQ_EXPR && !lo)
1319       (le @0 { hi; }))
1320      (if (code == NE_EXPR && !hi)
1321       (lt @0 { lo; }))
1322      (if (code == NE_EXPR && !lo)
1323       (gt @0 { hi; }))
1324      (if (GENERIC)
1325       { build_range_check (UNKNOWN_LOCATION, type, @0, code == EQ_EXPR,
1326                            lo, hi); })
1327      (with
1328       {
1329         tree etype = range_check_type (TREE_TYPE (@0));
1330         if (etype)
1331           {
1332             if (! TYPE_UNSIGNED (etype))
1333               etype = unsigned_type_for (etype);
1334             hi = fold_convert (etype, hi);
1335             lo = fold_convert (etype, lo);
1336             hi = const_binop (MINUS_EXPR, etype, hi, lo);
1337           }
1338       }
1339       (if (etype && hi && !TREE_OVERFLOW (hi))
1340        (if (code == EQ_EXPR)
1341         (le (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })
1342         (gt (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })))))))))
1344 /* X + Z < Y + Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1345 (for op (lt le ge gt)
1346  (simplify
1347   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1348   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1349        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1350    (op @0 @1))))
1351 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1352 (for op (eq ne minus)
1353  (simplify
1354   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1355   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1356        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1357            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1358    (op @0 @1))))
1360 /* X - Z < Y - Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1361 (for op (lt le ge gt)
1362  (simplify
1363   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1364   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1365        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1366    (op @0 @1))))
1367 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1368 (for op (eq ne minus)
1369  (simplify
1370   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1371   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1372        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1373            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1374    (op @0 @1))))
1375 /* And for pointers...  */
1376 (for op (simple_comparison)
1377  (simplify
1378   (op (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1379   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1380    (op @0 @1))))
1381 (simplify
1382  (minus (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1383  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1384       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1385   (pointer_diff @0 @1)))
1387 /* Z - X < Z - Y is the same as Y < X when there is no overflow.  */
1388 (for op (lt le ge gt)
1389  (simplify
1390   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1391   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1392        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1393    (op @1 @0))))
1394 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1395 (for op (eq ne minus)
1396  (simplify
1397   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1398   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1399        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1400            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1401    (op @1 @0))))
1402 /* And for pointers...  */
1403 (for op (simple_comparison)
1404  (simplify
1405   (op (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1406   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1407    (op @1 @0))))
1408 (simplify
1409  (minus (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1410  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1411       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1412   (pointer_diff @1 @0)))
1414 /* X + Y < Y is the same as X < 0 when there is no overflow.  */
1415 (for op (lt le gt ge)
1416  (simplify
1417   (op:c (plus:c@2 @0 @1) @1)
1418   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1419        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1420        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || single_use (@2)))
1421    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1422 /* For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1423 (for op (eq ne)
1424  (simplify
1425   (op:c (nop_convert@3 (plus:c@2 @0 (convert1? @1))) (convert2? @1))
1426   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1427        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1428            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1429        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || (single_use (@2) && single_use (@3)))
1430        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@2))
1431        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1)))
1432    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1433  (simplify
1434   (op:c (nop_convert@3 (pointer_plus@2 (convert1? @0) @1)) (convert2? @0))
1435   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0))
1436        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
1437        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || (single_use (@2) && single_use (@3))))
1438    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1440 /* X - Y < X is the same as Y > 0 when there is no overflow.
1441    For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1442 (for op (simple_comparison)
1443  (simplify
1444   (op:c @0 (minus@2 @0 @1))
1445   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1446        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1447            || ((op == EQ_EXPR || op == NE_EXPR)
1448                && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1449        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || single_use (@2)))
1450    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1452 /* Transform:
1453  * (X / Y) == 0 -> X < Y if X, Y are unsigned.
1454  * (X / Y) != 0 -> X >= Y, if X, Y are unsigned.
1455  */
1456 (for cmp (eq ne)
1457      ocmp (lt ge)
1458  (simplify
1459   (cmp (trunc_div @0 @1) integer_zerop)
1460   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1461        && (VECTOR_TYPE_P (type) || !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
1462    (ocmp @0 @1))))
1464 /* X == C - X can never be true if C is odd.  */
1465 (for cmp (eq ne)
1466  (simplify
1467   (cmp:c (convert? @0) (convert1? (minus INTEGER_CST@1 (convert2? @0))))
1468   (if (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1)
1469    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1471 /* Arguments on which one can call get_nonzero_bits to get the bits
1472    possibly set.  */
1473 (match with_possible_nonzero_bits
1474  INTEGER_CST@0)
1475 (match with_possible_nonzero_bits
1476  SSA_NAME@0
1477  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))))
1478 /* Slightly extended version, do not make it recursive to keep it cheap.  */
1479 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1480  with_possible_nonzero_bits@0)
1481 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1482  (bit_and:c with_possible_nonzero_bits@0 @2))
1484 /* Same for bits that are known to be set, but we do not have
1485    an equivalent to get_nonzero_bits yet.  */
1486 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1487  INTEGER_CST@0)
1488 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1489  (bit_ior @1 INTEGER_CST@0))
1491 /* X == C (or X & Z == Y | C) is impossible if ~nonzero(X) & C != 0.  */
1492 (for cmp (eq ne)
1493  (simplify
1494   (cmp:c (with_possible_nonzero_bits2 @0) (with_certain_nonzero_bits2 @1))
1495   (if (wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), get_nonzero_bits (@0)) != 0)
1496    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1498 /* ((X inner_op C0) outer_op C1)
1499    With X being a tree where value_range has reasoned certain bits to always be
1500    zero throughout its computed value range,
1501    inner_op = {|,^}, outer_op = {|,^} and inner_op != outer_op
1502    where zero_mask has 1's for all bits that are sure to be 0 in
1503    and 0's otherwise.
1504    if (inner_op == '^') C0 &= ~C1;
1505    if ((C0 & ~zero_mask) == 0) then emit (X outer_op (C0 outer_op C1)
1506    if ((C1 & ~zero_mask) == 0) then emit (X inner_op (C0 outer_op C1)
1508 (for inner_op (bit_ior bit_xor)
1509      outer_op (bit_xor bit_ior)
1510 (simplify
1511  (outer_op
1512   (inner_op:s @2 INTEGER_CST@0) INTEGER_CST@1)
1513  (with
1514   {
1515     bool fail = false;
1516     wide_int zero_mask_not;
1517     wide_int C0;
1518     wide_int cst_emit;
1520     if (TREE_CODE (@2) == SSA_NAME)
1521       zero_mask_not = get_nonzero_bits (@2);
1522     else
1523       fail = true;
1525     if (inner_op == BIT_XOR_EXPR)
1526       {
1527         C0 = wi::bit_and_not (wi::to_wide (@0), wi::to_wide (@1));
1528         cst_emit = C0 | wi::to_wide (@1);
1529       }
1530     else
1531       {
1532         C0 = wi::to_wide (@0);
1533         cst_emit = C0 ^ wi::to_wide (@1);
1534       }
1535   }
1536   (if (!fail && (C0 & zero_mask_not) == 0)
1537    (outer_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); })
1538    (if (!fail && (wi::to_wide (@1) & zero_mask_not) == 0)
1539     (inner_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); }))))))
1541 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
1542 (simplify
1543   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
1544   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
1546 /* Pattern match
1547      tem1 = (long) ptr1;
1548      tem2 = (long) ptr2;
1549      tem3 = tem2 - tem1;
1550      tem4 = (unsigned long) tem3;
1551      tem5 = ptr1 + tem4;
1552    and produce
1553      tem5 = ptr2;  */
1554 (simplify
1555   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
1556   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
1557   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
1558        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1559             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
1560    @1))
1561 (simplify
1562   (pointer_plus @0 (convert?@2 (pointer_diff@3 @1 @@0)))
1563   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
1564    (convert @1)))
1566 /* Pattern match
1567      tem = (sizetype) ptr;
1568      tem = tem & algn;
1569      tem = -tem;
1570      ... = ptr p+ tem;
1571    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
1572      ... = ptr & ~algn;  */
1573 (simplify
1574   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
1575   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), ~wi::to_wide (@1)); }
1576    (bit_and @0 { algn; })))
1578 /* Try folding difference of addresses.  */
1579 (simplify
1580  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
1581  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1582   (with { poly_int64 diff; }
1583    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1584     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1585 (simplify
1586  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
1587  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1588   (with { poly_int64 diff; }
1589    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1590     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1591 (simplify
1592  (pointer_diff (convert?@2 ADDR_EXPR@0) (convert?@3 @1))
1593  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
1594       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
1595   (with { poly_int64 diff; }
1596    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1597     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1598 (simplify
1599  (pointer_diff (convert?@2 @0) (convert?@3 ADDR_EXPR@1))
1600  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
1601       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
1602   (with { poly_int64 diff; }
1603    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1604     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1606 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
1607    be able to fold this expression using the object or function's
1608    alignment.  */
1609 (simplify
1610  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
1611  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1612       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1613   (with
1614    {
1615      unsigned int align;
1616      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
1617      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
1618    }
1619    (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), align / BITS_PER_UNIT))
1620     { wide_int_to_tree (type, (wi::to_wide (@1)
1621                                & (bitpos / BITS_PER_UNIT))); }))))
1624 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
1625 (if (!TYPE_SATURATING (type))
1627  /* Contract negates.  */
1628  /* A + (-B) -> A - B */
1629  (simplify
1630   (plus:c @0 (convert? (negate @1)))
1631   /* Apply STRIP_NOPS on the negate.  */
1632   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1633        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1634    (with
1635     {
1636      tree t1 = type;
1637      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1638          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
1639        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
1640     }
1641     (convert (minus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
1642  /* A - (-B) -> A + B */
1643  (simplify
1644   (minus @0 (convert? (negate @1)))
1645   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1646        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1647    (with
1648     {
1649      tree t1 = type;
1650      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1651          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
1652        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
1653     }
1654     (convert (plus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
1655  /* -(T)(-A) -> (T)A
1656     Sign-extension is ok except for INT_MIN, which thankfully cannot
1657     happen without overflow.  */
1658  (simplify
1659   (negate (convert (negate @1)))
1660   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1661        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
1662            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
1663                && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
1664        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1665        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
1666    (convert @1)))
1667  (simplify
1668   (negate (convert negate_expr_p@1))
1669   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
1670        && ((DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type)
1671             == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1672             && TYPE_PRECISION (type) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
1673            || !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)))
1674    (convert (negate @1))))
1675  (simplify
1676   (negate (nop_convert (negate @1)))
1677   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1678        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
1679    (view_convert @1)))
1681  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
1682     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
1683  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
1684       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1686   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
1687      irrespective of overflow issues.  */
1688   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
1689   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
1690   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
1691   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
1692   (simplify
1693     (minus (plus:c @0 @1) @0)
1694     @1)
1695   (simplify
1696     (minus (minus @0 @1) @0)
1697     (negate @1))
1698   (simplify
1699     (plus:c (minus @0 @1) @1)
1700     @0)
1701   (simplify
1702    (minus @0 (plus:c @0 @1))
1703    (negate @1))
1704   (simplify
1705    (minus @0 (minus @0 @1))
1706    @1)
1707   /* (A +- B) + (C - A)   -> C +- B */
1708   /* (A +  B) - (A - C)   -> B + C */
1709   /* More cases are handled with comparisons.  */
1710   (simplify
1711    (plus:c (plus:c @0 @1) (minus @2 @0))
1712    (plus @2 @1))
1713   (simplify
1714    (plus:c (minus @0 @1) (minus @2 @0))
1715    (minus @2 @1))
1716   (simplify
1717    (plus:c (pointer_diff @0 @1) (pointer_diff @2 @0))
1718    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1719         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0)))
1720     (pointer_diff @2 @1)))
1721   (simplify
1722    (minus (plus:c @0 @1) (minus @0 @2))
1723    (plus @1 @2))
1725   /* (A +- CST1) +- CST2 -> A + CST3
1726      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
1727      scalars.  */
1728   (for outer_op (plus minus)
1729    (for inner_op (plus minus)
1730         neg_inner_op (minus plus)
1731     (simplify
1732      (outer_op (nop_convert (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1))
1733                CONSTANT_CLASS_P@2)
1734      /* If one of the types wraps, use that one.  */
1735      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1736       (if (outer_op == PLUS_EXPR)
1737        (plus (view_convert @0) (inner_op @2 (view_convert @1)))
1738        (minus (view_convert @0) (neg_inner_op @2 (view_convert @1))))
1739       (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1740            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1741        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
1742         (view_convert (plus @0 (inner_op (view_convert @2) @1)))
1743         (view_convert (minus @0 (neg_inner_op (view_convert @2) @1))))
1744        /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
1745           directly as we would introduce undefined overflow, for example
1746           with (a - 1) + INT_MIN.  */
1747        (if (types_match (type, @0))
1748         (with { tree cst = const_binop (outer_op == inner_op
1749                                         ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR,
1750                                         type, @1, @2); }
1751          (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1752           (inner_op @0 { cst; } )
1753           /* X+INT_MAX+1 is X-INT_MIN.  */
1754           (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && cst
1755                && wi::to_wide (cst) == wi::min_value (type))
1756            (neg_inner_op @0 { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (cst)); })
1757            /* Last resort, use some unsigned type.  */
1758            (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1759             (view_convert (inner_op
1760                            (view_convert:utype @0)
1761                            (view_convert:utype
1762                             { drop_tree_overflow (cst); })))))))))))))
1764   /* (CST1 - A) +- CST2 -> CST3 - A  */
1765   (for outer_op (plus minus)
1766    (simplify
1767     (outer_op (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0) CONSTANT_CLASS_P@2)
1768     (with { tree cst = const_binop (outer_op, type, @1, @2); }
1769      (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1770       (minus { cst; } @0)))))
1772   /* CST1 - (CST2 - A) -> CST3 + A  */
1773   (simplify
1774    (minus CONSTANT_CLASS_P@1 (minus CONSTANT_CLASS_P@2 @0))
1775    (with { tree cst = const_binop (MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
1776     (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1777      (plus { cst; } @0))))
1779   /* ~A + A -> -1 */
1780   (simplify
1781    (plus:c (bit_not @0) @0)
1782    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
1783     { build_all_ones_cst (type); }))
1785   /* ~A + 1 -> -A */
1786   (simplify
1787    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
1788    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1789     (negate (convert @0))))
1791   /* -A - 1 -> ~A */
1792   (simplify
1793    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
1794    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1795         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1796     (bit_not (convert @0))))
1798   /* -1 - A -> ~A */
1799   (simplify
1800    (minus integer_all_onesp @0)
1801    (bit_not @0))
1803   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
1804   (simplify
1805    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
1806     (convert? @0))
1807    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1808         /* For integer types, if A has a smaller type
1809            than T the result depends on the possible
1810            overflow in P + A.
1811            E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1812            However, if an overflow in P + A would cause
1813            undefined behavior, we can assume that there
1814            is no overflow.  */
1815         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1816             && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
1817     (convert @1)))
1818   (simplify
1819    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
1820     (convert @0))
1821    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1822         /* For pointer types, if the conversion of A to the
1823            final type requires a sign- or zero-extension,
1824            then we have to punt - it is not defined which
1825            one is correct.  */
1826         || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1827             && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1828             && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
1829     (convert @1)))
1830    (simplify
1831     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) @0)
1832     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
1833        thus sign-extended if necessary.  */
1834     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
1835      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
1836         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
1837         we don't want to diagnose overflow here.  */
1838      (convert (view_convert:stype @1))))
1840   /* (T)P - (T)(P + A) -> -(T) A */
1841   (simplify
1842    (minus (convert? @0)
1843     (convert (plus:c @@0 @1)))
1844    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1845         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1846         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1847     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1848      (convert (negate (convert:utype @1))))
1849     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1850          /* For integer types, if A has a smaller type
1851             than T the result depends on the possible
1852             overflow in P + A.
1853             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1854             However, if an overflow in P + A would cause
1855             undefined behavior, we can assume that there
1856             is no overflow.  */
1857          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1858              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
1859      (negate (convert @1)))))
1860   (simplify
1861    (minus (convert @0)
1862     (convert (pointer_plus @@0 @1)))
1863    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1864         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1865         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1866     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1867      (convert (negate (convert:utype @1))))
1868     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1869          /* For pointer types, if the conversion of A to the
1870             final type requires a sign- or zero-extension,
1871             then we have to punt - it is not defined which
1872             one is correct.  */
1873          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1874              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1875              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
1876      (negate (convert @1)))))
1877    (simplify
1878     (pointer_diff @0 (pointer_plus @@0 @1))
1879     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
1880        thus sign-extended if necessary.  */
1881     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
1882      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
1883         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
1884         we don't want to diagnose overflow here.  */
1885      (negate (convert (view_convert:stype @1)))))
1887   /* (T)(P + A) - (T)(P + B) -> (T)A - (T)B */
1888   (simplify
1889    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
1890     (convert (plus:c @0 @2)))
1891    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1892         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1893         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1894         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2)))
1895     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1896      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
1897     (if (((element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1898           == (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2))))
1899          && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1900              /* For integer types, if A has a smaller type
1901                 than T the result depends on the possible
1902                 overflow in P + A.
1903                 E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1904                 However, if an overflow in P + A would cause
1905                 undefined behavior, we can assume that there
1906                 is no overflow.  */
1907              || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1908                  && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1909                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))
1910                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@2)))))
1911      (minus (convert @1) (convert @2)))))
1912   (simplify
1913    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
1914     (convert (pointer_plus @0 @2)))
1915    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1916         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1917         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1918     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1919      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
1920     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1921          /* For pointer types, if the conversion of A to the
1922             final type requires a sign- or zero-extension,
1923             then we have to punt - it is not defined which
1924             one is correct.  */
1925          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1926              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1927              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0
1928              && TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST
1929              && tree_int_cst_sign_bit (@2) == 0))
1930      (minus (convert @1) (convert @2)))))
1931    (simplify
1932     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) (pointer_plus @0 @2))
1933     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
1934        thus sign-extended if necessary.  */
1935     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
1936      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
1937         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
1938         we don't want to diagnose overflow here.  */
1939      (minus (convert (view_convert:stype @1))
1940             (convert (view_convert:stype @2)))))))
1942 /* (A * C) +- (B * C) -> (A+-B) * C and (A * C) +- A -> A * (C+-1).
1943     Modeled after fold_plusminus_mult_expr.  */
1944 (if (!TYPE_SATURATING (type)
1945      && (!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math))
1946  (for plusminus (plus minus)
1947   (simplify
1948    (plusminus (mult:cs @0 @1) (mult:cs @0 @2))
1949    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
1950         || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
1951         || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1952             && tree_expr_nonzero_p (@0)
1953             && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
1954     (mult (plusminus @1 @2) @0)))
1955   /* We cannot generate constant 1 for fract.  */
1956   (if (!ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
1957    (simplify
1958     (plusminus @0 (mult:cs @0 @2))
1959     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
1960          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
1961          || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1962              && tree_expr_nonzero_p (@0)
1963              && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
1964      (mult (plusminus { build_one_cst (type); } @2) @0)))
1965    (simplify
1966     (plusminus (mult:cs @0 @2) @0)
1967     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
1968          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
1969          || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1970              && tree_expr_nonzero_p (@0)
1971              && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
1972      (mult (plusminus @2 { build_one_cst (type); }) @0))))))
1974 /* Simplifications of MIN_EXPR, MAX_EXPR, fmin() and fmax().  */
1976 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
1977  (simplify
1978   (minmax @0 @0)
1979   @0))
1980 /* min(max(x,y),y) -> y.  */
1981 (simplify
1982  (min:c (max:c @0 @1) @1)
1983  @1)
1984 /* max(min(x,y),y) -> y.  */
1985 (simplify
1986  (max:c (min:c @0 @1) @1)
1987  @1)
1988 /* max(a,-a) -> abs(a).  */
1989 (simplify
1990  (max:c @0 (negate @0))
1991  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
1992       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
1993           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
1994   (abs @0)))
1995 /* min(a,-a) -> -abs(a).  */
1996 (simplify
1997  (min:c @0 (negate @0))
1998  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
1999       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2000           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2001   (negate (abs @0))))
2002 (simplify
2003  (min @0 @1)
2004  (switch
2005   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2006        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2007        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2008    @1)
2009   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2010        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2011        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2012    @0)))
2013 (simplify
2014  (max @0 @1)
2015  (switch
2016   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2017        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2018        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2019    @1)
2020   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2021        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2022        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2023    @0)))
2025 /* max (a, a + CST) -> a + CST where CST is positive.  */
2026 /* max (a, a + CST) -> a where CST is negative.  */
2027 (simplify
2028  (max:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2029   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2030    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2031     @2
2032     @0)))
2034 /* min (a, a + CST) -> a where CST is positive.  */
2035 /* min (a, a + CST) -> a + CST where CST is negative. */
2036 (simplify
2037  (min:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2038   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2039    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2040     @0
2041     @2)))
2043 /* (convert (minmax ((convert (x) c)))) -> minmax (x c) if x is promoted
2044    and the outer convert demotes the expression back to x's type.  */
2045 (for minmax (min max)
2046  (simplify
2047   (convert (minmax@0 (convert @1) INTEGER_CST@2))
2048   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2049        && types_match (@1, type) && int_fits_type_p (@2, type)
2050        && TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIGN (type)
2051        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type))
2052    (minmax @1 (convert @2)))))
2054 (for minmax (FMIN_ALL FMAX_ALL)
2055  /* If either argument is NaN, return the other one.  Avoid the
2056     transformation if we get (and honor) a signalling NaN.  */
2057  (simplify
2058   (minmax:c @0 REAL_CST@1)
2059   (if (real_isnan (TREE_REAL_CST_PTR (@1))
2060        && (!HONOR_SNANS (@1) || !TREE_REAL_CST (@1).signalling))
2061    @0)))
2062 /* Convert fmin/fmax to MIN_EXPR/MAX_EXPR.  C99 requires these
2063    functions to return the numeric arg if the other one is NaN.
2064    MIN and MAX don't honor that, so only transform if -ffinite-math-only
2065    is set.  C99 doesn't require -0.0 to be handled, so we don't have to
2066    worry about it either.  */
2067 (if (flag_finite_math_only)
2068  (simplify
2069   (FMIN_ALL @0 @1)
2070   (min @0 @1))
2071  (simplify
2072   (FMAX_ALL @0 @1)
2073   (max @0 @1)))
2074 /* min (-A, -B) -> -max (A, B)  */
2075 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
2076      maxmin (max min FMAX_ALL FMIN_ALL)
2077  (simplify
2078   (minmax (negate:s@2 @0) (negate:s@3 @1))
2079   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2080        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2081            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
2082    (negate (maxmin @0 @1)))))
2083 /* MIN (~X, ~Y) -> ~MAX (X, Y)
2084    MAX (~X, ~Y) -> ~MIN (X, Y)  */
2085 (for minmax (min max)
2086  maxmin (max min)
2087  (simplify
2088   (minmax (bit_not:s@2 @0) (bit_not:s@3 @1))
2089   (bit_not (maxmin @0 @1))))
2091 /* MIN (X, Y) == X -> X <= Y  */
2092 (for minmax (min min max max)
2093      cmp    (eq  ne  eq  ne )
2094      out    (le  gt  ge  lt )
2095  (simplify
2096   (cmp:c (minmax:c @0 @1) @0)
2097   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2098    (out @0 @1))))
2099 /* MIN (X, 5) == 0 -> X == 0
2100    MIN (X, 5) == 7 -> false  */
2101 (for cmp (eq ne)
2102  (simplify
2103   (cmp (min @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2104   (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2105                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2106    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2107    (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2108                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2109     (cmp @0 @2)))))
2110 (for cmp (eq ne)
2111  (simplify
2112   (cmp (max @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2113   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2114                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2115    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2116    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2117                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2118     (cmp @0 @2)))))
2119 /* MIN (X, C1) < C2 -> X < C2 || C1 < C2  */
2120 (for minmax (min     min     max     max     min     min     max     max    )
2121      cmp    (lt      le      gt      ge      gt      ge      lt      le     )
2122      comb   (bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior bit_and bit_and bit_and bit_and)
2123  (simplify
2124   (cmp (minmax @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2125   (comb (cmp @0 @2) (cmp @1 @2))))
2127 /* Simplifications of shift and rotates.  */
2129 (for rotate (lrotate rrotate)
2130  (simplify
2131   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
2132   @0))
2134 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
2135 (simplify
2136  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
2137  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
2138       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
2139   @0))
2141 /* Optimize (x >> c) << c into x & (-1<<c).  */
2142 (simplify
2143  (lshift (rshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
2144  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type)))
2145   (bit_and @0 (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2147 /* Optimize (x << c) >> c into x & ((unsigned)-1 >> c) for unsigned
2148    types.  */
2149 (simplify
2150  (rshift (lshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
2151  (if (TYPE_UNSIGNED (type)
2152       && (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))))
2153   (bit_and @0 (rshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2155 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
2156  (simplify
2157   (shiftrotate @0 integer_zerop)
2158   (non_lvalue @0))
2159  (simplify
2160   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
2161   @0)
2162  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
2163     if vector2 is uniform.  */
2164  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
2165   (simplify
2166    (shiftrotate @0 vec@1)
2167    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
2168     (if (tem)
2169      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
2171 /* Simplify X << Y where Y's low width bits are 0 to X, as only valid
2172    Y is 0.  Similarly for X >> Y.  */
2173 #if GIMPLE
2174 (for shift (lshift rshift)
2175  (simplify
2176   (shift @0 SSA_NAME@1)
2177    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2178     (with {
2179       int width = ceil_log2 (element_precision (TREE_TYPE (@0)));
2180       int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
2181      }
2182      (if ((get_nonzero_bits (@1) & wi::mask (width, false, prec)) == 0)
2183       @0)))))
2184 #endif
2186 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
2187    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
2188 (simplify
2189  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
2190  (rrotate @0 { const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
2191                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
2192                                            element_precision (type)), @1); }))
2194 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
2195 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
2196  (simplify
2197   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2198   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
2199    (if (wi::ge_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
2200         && wi::lt_p (wi::to_wide (@1), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
2201         && wi::ge_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
2202         && wi::lt_p (wi::to_wide (@2), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
2203     (with { unsigned int low = (tree_to_uhwi (@1)
2204                                 + tree_to_uhwi (@2)); }
2205      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
2206         being well defined.  */
2207      (if (low >= prec)
2208       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
2209        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); })
2210        (if (TYPE_UNSIGNED (type) || op == LSHIFT_EXPR)
2211         { build_zero_cst (type); }
2212         (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); })))
2213       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); })))))))
2216 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
2217    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
2218 (for cmp (ne eq)
2219      icmp (eq ne)
2220  (simplify
2221   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
2222   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
2224 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
2225    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
2226    if CST2 != 0.  */
2227 (for cmp (ne eq)
2228  (simplify
2229   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
2230   (with { int cand = wi::ctz (wi::to_wide (@2)) - wi::ctz (wi::to_wide (@0)); }
2231    (if (cand < 0
2232         || (!integer_zerop (@2)
2233             && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) != wi::to_wide (@2)))
2234     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2235     (if (!integer_zerop (@2)
2236          && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) == wi::to_wide (@2))
2237      (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); }))))))
2239 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
2240         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
2241    if the new mask might be further optimized.  */
2242 (for shift (lshift rshift)
2243  (simplify
2244   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
2245            INTEGER_CST@2)
2246    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
2247         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
2248         && tree_fits_uhwi_p (@1)
2249         && tree_to_uhwi (@1) > 0
2250         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
2251     (with
2252      {
2253        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
2254        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
2255        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
2256        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
2257        unsigned int prec;
2259        if (shift == LSHIFT_EXPR)
2260          zerobits = ((HOST_WIDE_INT_1U << shiftc) - 1);
2261        else if (shift == RSHIFT_EXPR
2262                 && type_has_mode_precision_p (shift_type))
2263          {
2264            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
2265            tree arg00 = @0;
2266            /* See if more bits can be proven as zero because of
2267               zero extension.  */
2268            if (@3 != @0
2269                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
2270              {
2271                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
2272                if (type_has_mode_precision_p (inner_type)
2273                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
2274                  {
2275                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
2276                    /* See if we can shorten the right shift.  */
2277                    if (shiftc < prec)
2278                      shift_type = inner_type;
2279                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
2280                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
2281                       is all ones.  */
2282                  }
2283              }
2284            zerobits = HOST_WIDE_INT_M1U;
2285            if (shiftc < prec)
2286              {
2287                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
2288                zerobits <<= prec - shiftc;
2289              }
2290            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
2291               can contain actually sign bits, so no transformation is
2292               possible, unless MASK masks them all away.  In that
2293               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
2294            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
2295                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
2296              {
2297                if ((mask & zerobits) == 0)
2298                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
2299                else
2300                  zerobits = 0;
2301              }
2302          }
2303      }
2304      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
2305      (if ((mask & zerobits) == mask)
2306       { build_int_cst (type, 0); }
2307       (with { newmask = mask | zerobits; }
2308        (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
2309         (with
2310          {
2311            /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
2312               mode's mask.  */
2313            for (prec = BITS_PER_UNIT;
2314                 prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
2315              if (newmask == (HOST_WIDE_INT_1U << prec) - 1)
2316                break;
2317          }
2318          (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
2319               || newmask == HOST_WIDE_INT_M1U)
2320           (with
2321            { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
2322            (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
2323             (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
2324              (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; })
2325              (bit_and @4 { newmaskt; })))))))))))))
2327 /* Fold (X {&,^,|} C2) << C1 into (X << C1) {&,^,|} (C2 << C1)
2328    (X {&,^,|} C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
2329 (for shift (lshift rshift)
2330  (for bit_op (bit_and bit_xor bit_ior)
2331   (simplify
2332    (shift (convert?:s (bit_op:s @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
2333    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2334     (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
2335      (bit_op (shift (convert @0) @1) { mask; }))))))
2337 /* ~(~X >> Y) -> X >> Y (for arithmetic shift).  */
2338 (simplify
2339  (bit_not (convert1?:s (rshift:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
2340   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2341        && (element_precision (TREE_TYPE (@0))
2342            <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2343            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))))
2344    (with
2345     { tree shift_type = TREE_TYPE (@0); }
2346      (convert (rshift (convert:shift_type @1) @2)))))
2348 /* ~(~X >>r Y) -> X >>r Y
2349    ~(~X <<r Y) -> X <<r Y */
2350 (for rotate (lrotate rrotate)
2351  (simplify
2352   (bit_not (convert1?:s (rotate:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
2353    (if ((element_precision (TREE_TYPE (@0))
2354          <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2355          || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
2356         && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
2357             || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
2358     (with
2359      { tree rotate_type = TREE_TYPE (@0); }
2360       (convert (rotate (convert:rotate_type @1) @2))))))
2362 /* Simplifications of conversions.  */
2364 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
2365 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
2366  (simplify
2367   (cvt @0)
2368   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2369        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
2370    @0)))
2372 /* Contract view-conversions.  */
2373 (simplify
2374   (view_convert (view_convert @0))
2375   (view_convert @0))
2377 /* For integral conversions with the same precision or pointer
2378    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
2379 (simplify
2380   (view_convert @0)
2381   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
2382        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2383        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
2384    (convert @0)))
2386 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size, or
2387    zero-extend while keeping the same size (for bool-to-char).  */
2388 (simplify
2389   (view_convert (convert@0 @1))
2390   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2391        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2392        && TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))
2393        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2394            || (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2395                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))))
2396    (view_convert @1)))
2398 /* Re-association barriers around constants and other re-association
2399    barriers can be removed.  */
2400 (simplify
2401  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
2402  @0)
2403 (simplify
2404  (paren (paren@1 @0))
2405  @1)
2407 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
2408 (for ocvt (convert float fix_trunc)
2409  (for icvt (convert float)
2410   (simplify
2411    (ocvt (icvt@1 @0))
2412    (with
2413     {
2414       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
2415       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
2416       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
2417       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
2418       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
2419       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
2420       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
2421       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
2422       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
2423       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
2424       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
2425       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
2426       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
2427       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
2428       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
2429       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
2430       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
2431       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
2432       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
2433       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
2434     }
2435    (switch
2436     /* In addition to the cases of two conversions in a row
2437        handled below, if we are converting something to its own
2438        type via an object of identical or wider precision, neither
2439        conversion is needed.  */
2440     (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
2441           || (GENERIC
2442               && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
2443          && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
2444              || (inter_float && final_float))
2445          && inter_prec >= final_prec)
2446      (ocvt @0))
2448     /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
2449        float or both integer, we don't need the middle conversion if the
2450        former is wider than the latter and doesn't change the signedness
2451        (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
2452        then we sometimes need the middle conversion.  */
2453     (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
2454          && (final_int || final_float)
2455          && inter_prec >= inside_prec
2456          && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp))
2457      (ocvt @0))
2459     /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
2460        replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
2461        final conversion does not change precision we can drop the
2462        intermediate conversion.  */
2463     (if (inside_int && inter_int && final_int
2464          && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
2465               && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
2466              || final_prec == inter_prec))
2467      (ocvt @0))
2469     /* Two conversions in a row are not needed unless:
2470         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
2471         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
2472         - the intermediate type is narrower than both initial and
2473           final, or
2474         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
2475           and the outermost type is wider than the intermediate, or
2476         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
2477           intermediate and final types differ, or
2478         - the final type is a pointer type and the precisions of the
2479           initial and intermediate types differ.  */
2480     (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
2481          && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
2482          && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
2483          && ! (inside_int && inter_int
2484                && inter_unsignedp != inside_unsignedp
2485                && inter_prec < final_prec)
2486          && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
2487              == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
2488          && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
2489          && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec))
2490      (ocvt @0))
2492     /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
2493        canonicalized as bitwise and of a mask.  */
2494     (if (GIMPLE /* PR70366: doing this in GENERIC breaks -Wconversion.  */
2495          && final_int && inter_int && inside_int
2496          && final_prec == inside_prec
2497          && final_prec > inter_prec
2498          && inter_unsignedp)
2499      (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
2500                               (inside_type,
2501                                wi::mask (inter_prec, false,
2502                                          TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
2504     /* If we are converting an integer to a floating-point that can
2505        represent it exactly and back to an integer, we can skip the
2506        floating-point conversion.  */
2507     (if (GIMPLE /* PR66211 */
2508          && inside_int && inter_float && final_int &&
2509          (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
2510          >= inside_prec - !inside_unsignedp)
2511      (convert @0)))))))
2513 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
2514    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
2515    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
2516 (simplify
2517   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
2518   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2519        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2520        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2521        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
2522                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
2523    (convert @0)))
2526 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
2527 (simplify
2528   (mult (convert1? (exact_div @0 @@1)) (convert2? @1))
2529   (convert @0))
2531 /* Canonicalization of binary operations.  */
2533 /* Convert X + -C into X - C.  */
2534 (simplify
2535  (plus @0 REAL_CST@1)
2536  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
2537   (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); }
2538    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
2539     (minus @0 { tem; })))))
2541 /* Convert x+x into x*2.  */
2542 (simplify
2543  (plus @0 @0)
2544  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
2545   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })
2546   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
2547    (mult @0 { build_int_cst (type, 2); }))))
2549 /* 0 - X  ->  -X.  */
2550 (simplify
2551  (minus integer_zerop @1)
2552  (negate @1))
2553 (simplify
2554  (pointer_diff integer_zerop @1)
2555  (negate (convert @1)))
2557 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
2558    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
2559    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
2560 (simplify
2561  (minus real_zerop@0 @1)
2562  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
2563   (negate @1)))
2565 /* Transform x * -1 into -x.  */
2566 (simplify
2567  (mult @0 integer_minus_onep)
2568  (negate @0))
2570 /* Reassociate (X * CST) * Y to (X * Y) * CST.  This does not introduce
2571    signed overflow for CST != 0 && CST != -1.  */
2572 (simplify
2573  (mult:c (mult:s @0 INTEGER_CST@1) @2)
2574  (if (TREE_CODE (@2) != INTEGER_CST
2575       && !integer_zerop (@1) && !integer_minus_onep (@1))
2576   (mult (mult @0 @2) @1)))
2578 /* True if we can easily extract the real and imaginary parts of a complex
2579    number.  */
2580 (match compositional_complex
2581  (convert? (complex @0 @1)))
2583 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
2584 (simplify
2585  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
2586  @0)
2587 (simplify
2588  (realpart (complex @0 @1))
2589  @0)
2590 (simplify
2591  (imagpart (complex @0 @1))
2592  @1)
2594 /* Sometimes we only care about half of a complex expression.  */
2595 (simplify
2596  (realpart (convert?:s (conj:s @0)))
2597  (convert (realpart @0)))
2598 (simplify
2599  (imagpart (convert?:s (conj:s @0)))
2600  (convert (negate (imagpart @0))))
2601 (for part (realpart imagpart)
2602  (for op (plus minus)
2603   (simplify
2604    (part (convert?:s@2 (op:s @0 @1)))
2605    (convert (op (part @0) (part @1))))))
2606 (simplify
2607  (realpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
2608  (convert (COS @0)))
2609 (simplify
2610  (imagpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
2611  (convert (SIN @0)))
2613 /* conj(conj(x)) -> x  */
2614 (simplify
2615  (conj (convert? (conj @0)))
2616  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type))
2617   (convert @0)))
2619 /* conj({x,y}) -> {x,-y}  */
2620 (simplify
2621  (conj (convert?:s (complex:s @0 @1)))
2622  (with { tree itype = TREE_TYPE (type); }
2623   (complex (convert:itype @0) (negate (convert:itype @1)))))
2625 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
2626 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
2627  (simplify
2628   (bswap (bswap @0))
2629   @0)
2630  (simplify
2631   (bswap (bit_not (bswap @0)))
2632   (bit_not @0))
2633  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
2634   (simplify
2635    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
2636    (bitop @0 (bswap @1)))))
2639 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
2641 /* Simplify constant conditions.
2642    Only optimize constant conditions when the selected branch
2643    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
2644    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
2645    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
2646    this one as we depend on doing this transform before possibly
2647    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
2648    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
2649    genmatch cannot handle.  */
2650 (simplify
2651  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
2652  (if (integer_zerop (@0))
2653   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)) || VOID_TYPE_P (type))
2654    @2)
2655   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || VOID_TYPE_P (type))
2656    @1)))
2657 (simplify
2658  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
2659  (if (integer_all_onesp (@0))
2660   @1
2661   (if (integer_zerop (@0))
2662    @2)))
2664 /* Simplification moved from fold_cond_expr_with_comparison.  It may also
2665    be extended.  */
2666 /* This pattern implements two kinds simplification:
2668    Case 1)
2669    (cond (cmp (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (minmax (x c)) if:
2670      1) Conversions are type widening from smaller type.
2671      2) Const c1 equals to c2 after canonicalizing comparison.
2672      3) Comparison has tree code LT, LE, GT or GE.
2673    This specific pattern is needed when (cmp (convert x) c) may not
2674    be simplified by comparison patterns because of multiple uses of
2675    x.  It also makes sense here because simplifying across multiple
2676    referred var is always benefitial for complicated cases.
2678    Case 2)
2679    (cond (eq (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (cond (eq x c1) c1 c2).  */
2680 (for cmp (lt le gt ge eq)
2681  (simplify
2682   (cond (cmp (convert1? @1) INTEGER_CST@3) (convert2? @1) INTEGER_CST@2)
2683   (with
2684    {
2685      tree from_type = TREE_TYPE (@1);
2686      tree c1_type = TREE_TYPE (@3), c2_type = TREE_TYPE (@2);
2687      enum tree_code code = ERROR_MARK;
2689      if (INTEGRAL_TYPE_P (from_type)
2690          && int_fits_type_p (@2, from_type)
2691          && (types_match (c1_type, from_type)
2692              || (TYPE_PRECISION (c1_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
2693                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
2694                      || TYPE_SIGN (c1_type) == TYPE_SIGN (from_type))))
2695          && (types_match (c2_type, from_type)
2696              || (TYPE_PRECISION (c2_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
2697                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
2698                      || TYPE_SIGN (c2_type) == TYPE_SIGN (from_type)))))
2699        {
2700          if (cmp != EQ_EXPR)
2701            {
2702              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) - 1))
2703                {
2704                  /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
2705                  if (cmp == LE_EXPR)
2706                    code = LT_EXPR;
2707                  /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
2708                  if (cmp == GT_EXPR)
2709                    code = GE_EXPR;
2710                }
2711              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) + 1))
2712                {
2713                  /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
2714                  if (cmp == LT_EXPR)
2715                    code = LE_EXPR;
2716                  /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
2717                  if (cmp == GE_EXPR)
2718                    code = GT_EXPR;
2719                }
2720              if (code != ERROR_MARK
2721                  || wi::to_widest (@2) == wi::to_widest (@3))
2722                {
2723                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
2724                    code = MIN_EXPR;
2725                  if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
2726                    code = MAX_EXPR;
2727                }
2728            }
2729          /* Can do A == C1 ? A : C2  ->  A == C1 ? C1 : C2?  */
2730          else if (int_fits_type_p (@3, from_type))
2731            code = EQ_EXPR;
2732        }
2733    }
2734    (if (code == MAX_EXPR)
2735     (convert (max @1 (convert @2)))
2736     (if (code == MIN_EXPR)
2737      (convert (min @1 (convert @2)))
2738      (if (code == EQ_EXPR)
2739       (convert (cond (eq @1 (convert @3))
2740                      (convert:from_type @3) (convert:from_type @2)))))))))
2742 /* (cond (cmp (convert? x) c1) (op x c2) c3) -> (op (minmax x c1) c2) if:
2744      1) OP is PLUS or MINUS.
2745      2) CMP is LT, LE, GT or GE.
2746      3) C3 == (C1 op C2), and computation doesn't have undefined behavior.
2748    This pattern also handles special cases like:
2750      A) Operand x is a unsigned to signed type conversion and c1 is
2751         integer zero.  In this case,
2752           (signed type)x  < 0  <=>  x  > MAX_VAL(signed type)
2753           (signed type)x >= 0  <=>  x <= MAX_VAL(signed type)
2754      B) Const c1 may not equal to (C3 op' C2).  In this case we also
2755         check equality for (c1+1) and (c1-1) by adjusting comparison
2756         code.
2758    TODO: Though signed type is handled by this pattern, it cannot be
2759    simplified at the moment because C standard requires additional
2760    type promotion.  In order to match&simplify it here, the IR needs
2761    to be cleaned up by other optimizers, i.e, VRP.  */
2762 (for op (plus minus)
2763  (for cmp (lt le gt ge)
2764   (simplify
2765    (cond (cmp (convert? @X) INTEGER_CST@1) (op @X INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
2766    (with { tree from_type = TREE_TYPE (@X), to_type = TREE_TYPE (@1); }
2767     (if (types_match (from_type, to_type)
2768          /* Check if it is special case A).  */
2769          || (TYPE_UNSIGNED (from_type)
2770              && !TYPE_UNSIGNED (to_type)
2771              && TYPE_PRECISION (from_type) == TYPE_PRECISION (to_type)
2772              && integer_zerop (@1)
2773              && (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)))
2774      (with
2775       {
2776         bool overflow = false;
2777         enum tree_code code, cmp_code = cmp;
2778         wide_int real_c1;
2779         wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
2780         wide_int c2 = wi::to_wide (@2);
2781         wide_int c3 = wi::to_wide (@3);
2782         signop sgn = TYPE_SIGN (from_type);
2784         /* Handle special case A), given x of unsigned type:
2785             ((signed type)x  < 0) <=> (x  > MAX_VAL(signed type))
2786             ((signed type)x >= 0) <=> (x <= MAX_VAL(signed type))  */
2787         if (!types_match (from_type, to_type))
2788           {
2789             if (cmp_code == LT_EXPR)
2790               cmp_code = GT_EXPR;
2791             if (cmp_code == GE_EXPR)
2792               cmp_code = LE_EXPR;
2793             c1 = wi::max_value (to_type);
2794           }
2795         /* To simplify this pattern, we require c3 = (c1 op c2).  Here we
2796            compute (c3 op' c2) and check if it equals to c1 with op' being
2797            the inverted operator of op.  Make sure overflow doesn't happen
2798            if it is undefined.  */
2799         if (op == PLUS_EXPR)
2800           real_c1 = wi::sub (c3, c2, sgn, &overflow);
2801         else
2802           real_c1 = wi::add (c3, c2, sgn, &overflow);
2804         code = cmp_code;
2805         if (!overflow || !TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (from_type))
2806           {
2807             /* Check if c1 equals to real_c1.  Boundary condition is handled
2808                by adjusting comparison operation if necessary.  */
2809             if (!wi::cmp (wi::sub (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
2810                 && !overflow)
2811               {
2812                 /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
2813                 if (cmp_code == LE_EXPR)
2814                   code = LT_EXPR;
2815                 /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
2816                 if (cmp_code == GT_EXPR)
2817                   code = GE_EXPR;
2818               }
2819             if (!wi::cmp (wi::add (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
2820                 && !overflow)
2821               {
2822                 /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
2823                 if (cmp_code == LT_EXPR)
2824                   code = LE_EXPR;
2825                 /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
2826                 if (cmp_code == GE_EXPR)
2827                   code = GT_EXPR;
2828               }
2829             if (code != cmp_code || !wi::cmp (real_c1, c1, sgn))
2830               {
2831                 if (cmp_code == LT_EXPR || cmp_code == LE_EXPR)
2832                   code = MIN_EXPR;
2833                 if (cmp_code == GT_EXPR || cmp_code == GE_EXPR)
2834                   code = MAX_EXPR;
2835               }
2836           }
2837       }
2838       (if (code == MAX_EXPR)
2839        (op (max @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
2840            { wide_int_to_tree (from_type, c2); })
2841        (if (code == MIN_EXPR)
2842         (op (min @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
2843             { wide_int_to_tree (from_type, c2); })))))))))
2845 (for cnd (cond vec_cond)
2846  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
2847  (simplify
2848   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
2849   (cnd @0 @1 @3))
2850  (simplify
2851   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
2852   (cnd @0 @1 @3))
2853  /* A ? B : (!A ? C : X) -> A ? B : C.  */
2854  /* ???  This matches embedded conditions open-coded because genmatch
2855     would generate matching code for conditions in separate stmts only.
2856     The following is still important to merge then and else arm cases
2857     from if-conversion.  */
2858  (simplify
2859   (cnd @0 @1 (cnd @2 @3 @4))
2860   (if (COMPARISON_CLASS_P (@0)
2861        && COMPARISON_CLASS_P (@2)
2862        && invert_tree_comparison
2863            (TREE_CODE (@0), HONOR_NANS (TREE_OPERAND (@0, 0))) == TREE_CODE (@2)
2864        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 0), TREE_OPERAND (@2, 0), 0)
2865        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 1), TREE_OPERAND (@2, 1), 0))
2866    (cnd @0 @1 @3)))
2867  (simplify
2868   (cnd @0 (cnd @1 @2 @3) @4)
2869   (if (COMPARISON_CLASS_P (@0)
2870        && COMPARISON_CLASS_P (@1)
2871        && invert_tree_comparison
2872            (TREE_CODE (@0), HONOR_NANS (TREE_OPERAND (@0, 0))) == TREE_CODE (@1)
2873        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 0), TREE_OPERAND (@1, 0), 0)
2874        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 1), TREE_OPERAND (@1, 1), 0))
2875    (cnd @0 @3 @4)))
2877  /* A ? B : B -> B.  */
2878  (simplify
2879   (cnd @0 @1 @1)
2880   @1)
2882  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
2883  (simplify
2884   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
2885   (cnd @0 @2 @1)))
2887 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C ? -1 : 0), since vector comparisons
2888    return all -1 or all 0 results.  */
2889 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
2890    but that isn't necessarily a win on its own.  */
2891 (simplify
2892  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
2893  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
2894       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
2895                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
2896       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
2897           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
2898   (minus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
2900 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C ? -1 : 0).  */
2901 (simplify
2902  (minus @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
2903  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
2904       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
2905                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
2906       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
2907           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
2908   (plus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
2911 /* Simplifications of comparisons.  */
2913 /* See if we can reduce the magnitude of a constant involved in a
2914    comparison by changing the comparison code.  This is a canonicalization
2915    formerly done by maybe_canonicalize_comparison_1.  */
2916 (for cmp  (le gt)
2917      acmp (lt ge)
2918  (simplify
2919   (cmp @0 INTEGER_CST@1)
2920   (if (tree_int_cst_sgn (@1) == -1)
2921    (acmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) + 1); }))))
2922 (for cmp  (ge lt)
2923      acmp (gt le)
2924  (simplify
2925   (cmp @0 INTEGER_CST@1)
2926   (if (tree_int_cst_sgn (@1) == 1)
2927    (acmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) - 1); }))))
2930 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
2931    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
2932    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
2933    that with expression code iteration.  */
2934 (for cmp (tcc_comparison)
2935      icmp (inverted_tcc_comparison)
2936      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
2937  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
2938     and handle some more cases by using
2939       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
2940     here but for that genmatch would need to "inline" that.
2941     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
2942  (simplify
2943   (bit_not (cmp @0 @1))
2944   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
2945        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
2946    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
2947       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
2948       a computed operator in the replacement tree thus we have
2949       to play the trick below.  */
2950    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
2951              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
2952     (if (ic == icmp)
2953      (icmp @0 @1)
2954      (if (ic == ncmp)
2955       (ncmp @0 @1))))))
2956  (simplify
2957   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
2958   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
2959             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
2960    (if (ic == icmp)
2961     (icmp @0 @1)
2962     (if (ic == ncmp)
2963      (ncmp @0 @1))))))
2965 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
2966    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
2967    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
2968    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
2969    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
2970 (for cmp (eq ne)
2971  (for sub (minus pointer_diff)
2972   (simplify
2973    (cmp (sub@2 @0 @1) integer_zerop)
2974    (if (single_use (@2))
2975     (cmp @0 @1)))))
2977 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
2978    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
2979    often enough for folding it to be of value.  One example is in
2980    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
2981 (for cmp (simple_comparison)
2982      scmp (swapped_simple_comparison)
2983  (simplify
2984   (cmp (mult@3 @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
2985   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
2986   (if (integer_zerop (@1))
2987    (cmp @1 @2)
2988    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2989         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2990         && single_use (@3))
2991     /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
2992     (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
2993      (scmp @0 @2)
2994      (cmp @0 @2))))))
2996 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
2997    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
2998 (for cmp (eq ge le)
2999  (simplify
3000   (cmp @0 @0)
3001   (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3002        || ! HONOR_NANS (@0))
3003    { constant_boolean_node (true, type); }
3004    (if (cmp != EQ_EXPR)
3005     (eq @0 @0)))))
3006 (for cmp (ne gt lt)
3007  (simplify
3008   (cmp @0 @0)
3009   (if (cmp != NE_EXPR
3010        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3011        || ! HONOR_NANS (@0))
3012    { constant_boolean_node (false, type); })))
3013 (for cmp (unle unge uneq)
3014  (simplify
3015   (cmp @0 @0)
3016   { constant_boolean_node (true, type); }))
3017 (for cmp (unlt ungt)
3018  (simplify
3019   (cmp @0 @0)
3020   (unordered @0 @0)))
3021 (simplify
3022  (ltgt @0 @0)
3023  (if (!flag_trapping_math)
3024   { constant_boolean_node (false, type); }))
3026 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
3027 (for cmp (simple_comparison)
3028  (simplify
3029   (cmp (bit_not@2 @0) (bit_not@3 @1))
3030   (if (single_use (@2) && single_use (@3))
3031    (cmp @1 @0))))
3033 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
3034 (for cmp (simple_comparison)
3035      scmp (swapped_simple_comparison)
3036  (simplify
3037   (cmp (bit_not@2 @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
3038   (if (single_use (@2)
3039        && (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST))
3040    (scmp @0 (bit_not @1)))))
3042 (for cmp (simple_comparison)
3043  /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
3044  (simplify
3045   (cmp (convert@2 @0) (convert? @1))
3046   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3047        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3048            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3049        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3050            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))))
3051    (with
3052     {
3053       tree type1 = TREE_TYPE (@1);
3054       if (TREE_CODE (@1) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
3055         {
3056           REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@1);
3057           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
3058               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
3059             type1 = float_type_node;
3060           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
3061               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
3062             type1 = double_type_node;
3063         }
3064       tree newtype
3065         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type1)
3066            ? TREE_TYPE (@0) : type1); 
3067     }
3068     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (newtype))
3069      (cmp (convert:newtype @0) (convert:newtype @1))))))
3071  (simplify
3072   (cmp @0 REAL_CST@1)
3073   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
3074   (switch
3075    /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
3076    (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
3077     (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
3078    /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
3079    (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
3080         && ! HONOR_SNANS (@1))
3081     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
3082    /* Fold comparisons against infinity.  */
3083    (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
3084         && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
3085     (with
3086      {
3087        REAL_VALUE_TYPE max;
3088        enum tree_code code = cmp;
3089        bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
3090        if (neg)
3091          code = swap_tree_comparison (code);
3092      }
3093      (switch
3094       /* x > +Inf is always false, if we ignore NaNs or exceptions.  */
3095       (if (code == GT_EXPR
3096            && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
3097        { constant_boolean_node (false, type); })
3098       (if (code == LE_EXPR)
3099        /* x <= +Inf is always true, if we don't care about NaNs.  */
3100        (if (! HONOR_NANS (@0))
3101         { constant_boolean_node (true, type); }
3102         /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. !isnan(x), but this loses
3103            an "invalid" exception.  */
3104         (if (!flag_trapping_math)
3105          (eq @0 @0))))
3106       /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX, but
3107          for == this introduces an exception for x a NaN.  */
3108       (if ((code == EQ_EXPR && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
3109            || code == GE_EXPR)
3110        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3111         (if (neg)
3112          (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3113          (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
3114       /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
3115       (if (code == LT_EXPR)
3116        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3117         (if (neg)
3118          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3119          (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
3120       /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX), but this introduces
3121          an exception for x a NaN so use an unordered comparison.  */
3122       (if (code == NE_EXPR)
3123        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3124         (if (! HONOR_NANS (@0))
3125          (if (neg)
3126           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3127           (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
3128          (if (neg)
3129           (unge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3130           (unle @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))))))))
3132  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
3133     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
3134     comparison with a revised real constant as long as no overflow
3135     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
3136  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
3137   (for op (plus minus)
3138    (simplify
3139     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
3140     (with
3141      {
3142        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
3143                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
3144      }
3145      (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3146       (cmp @0 { tem; }))))))
3148  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
3149     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
3150     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
3151     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
3152  (if (flag_associative_math)
3153   (simplify
3154    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
3155    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
3156     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3157      (cmp { tem; } @1)))))
3159  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
3160  (if (flag_unsafe_math_optimizations
3161       && ! flag_errno_math)
3162   (for sq (SQRT)
3163    (simplify
3164     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
3165     (switch
3166      (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
3167       (switch
3168        /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
3169        (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3170         { constant_boolean_node (false, type); })
3171        /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
3172           don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
3173        (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
3174         { constant_boolean_node (true, type); })
3175        /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
3176        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })))
3177      (if (real_equal (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
3178       (switch
3179        /* sqrt(x) < 0 is always false.  */
3180        (if (cmp == LT_EXPR)
3181         { constant_boolean_node (false, type); })
3182        /* sqrt(x) >= 0 is always true if we don't care about NaNs.  */
3183        (if (cmp == GE_EXPR && !HONOR_NANS (@0))
3184         { constant_boolean_node (true, type); })
3185        /* sqrt(x) <= 0 -> x == 0.  */
3186        (if (cmp == LE_EXPR)
3187         (eq @0 @1))
3188        /* Otherwise sqrt(x) cmp 0 -> x cmp 0.  Here cmp can be >=, >,
3189           == or !=.  In the last case:
3191             (sqrt(x) != 0) == (NaN != 0) == true == (x != 0)
3193           if x is negative or NaN.  Due to -funsafe-math-optimizations,
3194           the results for other x follow from natural arithmetic.  */
3195        (cmp @0 @1)))
3196      (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3197       (with
3198        {
3199          REAL_VALUE_TYPE c2;
3200          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
3201                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
3202          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
3203        }
3204        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
3205         /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
3206         (if (HONOR_INFINITIES (@0))
3207          (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
3208          { constant_boolean_node (false, type); })
3209         /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
3210         (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
3211      (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3212       (with
3213        {
3214          REAL_VALUE_TYPE c2;
3215          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
3216                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
3217          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
3218        }
3219        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
3220         (switch
3221          /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
3222             value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
3223          (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
3224           { constant_boolean_node (true, type); })
3225          /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
3226             don't care about NaNs.  */
3227          (if (! HONOR_NANS (@0))
3228           (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
3229          /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
3230             don't care about Infinities.  */
3231          (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
3232           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
3233          /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
3234          (if (GENERIC)
3235           (truth_andif
3236            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
3237            (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
3238         /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
3239         (if (! HONOR_NANS (@0))
3240          (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
3241          /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
3242          (if (GENERIC)
3243           (truth_andif
3244            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
3245            (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })))))))))
3246    /* Transform sqrt(x) cmp sqrt(y) -> x cmp y.  */
3247    (simplify
3248     (cmp (sq @0) (sq @1))
3249       (if (! HONOR_NANS (@0))
3250         (cmp @0 @1))))))
3252 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP CST.  */
3253 (for cmp  (lt le eq ne ge gt)
3254      icmp (le le eq ne ge ge)
3255  (simplify
3256   (cmp (float @0) REAL_CST@1)
3257    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
3258         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3259     (with
3260      {
3261        tree itype = TREE_TYPE (@0);
3262        signop isign = TYPE_SIGN (itype);
3263        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))));
3264        const REAL_VALUE_TYPE *cst = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
3265        /* Be careful to preserve any potential exceptions due to
3266           NaNs.  qNaNs are ok in == or != context.
3267           TODO: relax under -fno-trapping-math or
3268           -fno-signaling-nans.  */
3269        bool exception_p
3270          = real_isnan (cst) && (cst->signalling
3271                                 || (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR));
3272        /* INT?_MIN is power-of-two so it takes
3273           only one mantissa bit.  */
3274        bool signed_p = isign == SIGNED;
3275        bool itype_fits_ftype_p
3276          = TYPE_PRECISION (itype) - signed_p <= significand_size (fmt);
3277      }
3278      /* TODO: allow non-fitting itype and SNaNs when
3279         -fno-trapping-math.  */
3280      (if (itype_fits_ftype_p && ! exception_p)
3281       (with
3282        {
3283          REAL_VALUE_TYPE imin, imax;
3284          real_from_integer (&imin, fmt, wi::min_value (itype), isign);
3285          real_from_integer (&imax, fmt, wi::max_value (itype), isign);
3287          REAL_VALUE_TYPE icst;
3288          if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3289            real_ceil (&icst, fmt, cst);
3290          else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3291            real_floor (&icst, fmt, cst);
3292          else
3293            real_trunc (&icst, fmt, cst);
3295          bool cst_int_p = !real_isnan (cst) && real_identical (&icst, cst);
3297          bool overflow_p = false;
3298          wide_int icst_val
3299            = real_to_integer (&icst, &overflow_p, TYPE_PRECISION (itype));
3300        }
3301        (switch
3302         /* Optimize cases when CST is outside of ITYPE's range.  */
3303         (if (real_compare (LT_EXPR, cst, &imin))
3304          { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
3305                                   type); })
3306         (if (real_compare (GT_EXPR, cst, &imax))
3307          { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
3308                                   type); })
3309         /* Remove cast if CST is an integer representable by ITYPE.  */
3310         (if (cst_int_p)
3311          (cmp @0 { gcc_assert (!overflow_p);
3312                    wide_int_to_tree (itype, icst_val); })
3313         )
3314         /* When CST is fractional, optimize
3315             (FTYPE) N == CST -> 0
3316             (FTYPE) N != CST -> 1.  */
3317         (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
3318          { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }) 
3319         /* Otherwise replace with sensible integer constant.  */
3320         (with
3321          {
3322            gcc_checking_assert (!overflow_p);
3323          }
3324          (icmp @0 { wide_int_to_tree (itype, icst_val); })))))))))
3326 /* Fold A /[ex] B CMP C to A CMP B * C.  */
3327 (for cmp (eq ne)
3328  (simplify
3329   (cmp (exact_div @0 @1) INTEGER_CST@2)
3330   (if (!integer_zerop (@1))
3331    (if (wi::to_wide (@2) == 0)
3332     (cmp @0 @2)
3333     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
3334      (with
3335       {
3336         bool ovf;
3337         wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
3338                                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
3339       }
3340       (if (ovf)
3341        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3342        (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))))
3343 (for cmp (lt le gt ge)
3344  (simplify
3345   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3346   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
3347    (with
3348     {
3349       bool ovf;
3350       wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
3351                                TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
3352     }
3353     (if (ovf)
3354      { constant_boolean_node (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0,
3355                                         TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
3356                               != (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR), type); }
3357      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))
3359 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
3360 (simplify
3361  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
3362  (if (types_match (@0, @1))
3363   (unordered @0 @1)))
3364 (simplify
3365  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
3366  (if (types_match (@0, @1))
3367   (ordered @0 @1)))
3368 (simplify
3369  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
3370  @2)
3371 (simplify
3372  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
3373  @2)
3375 /* Simple range test simplifications.  */
3376 /* A < B || A >= B -> true.  */
3377 (for test1 (lt le le le ne ge)
3378      test2 (ge gt ge ne eq ne)
3379  (simplify
3380   (bit_ior:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
3381   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3382        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3383    { constant_boolean_node (true, type); })))
3384 /* A < B && A >= B -> false.  */
3385 (for test1 (lt lt lt le ne eq)
3386      test2 (ge gt eq gt eq gt)
3387  (simplify
3388   (bit_and:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
3389   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3390        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3391    { constant_boolean_node (false, type); })))
3393 /* A & (2**N - 1) <= 2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) == 0
3394    A & (2**N - 1) >  2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) != 0
3396    Note that comparisons
3397      A & (2**N - 1) <  2**K   -> A & (2**N - 2**K) == 0
3398      A & (2**N - 1) >= 2**K   -> A & (2**N - 2**K) != 0
3399    will be canonicalized to above so there's no need to
3400    consider them here.
3401  */
3403 (for cmp (le gt)
3404      eqcmp (eq ne)
3405  (simplify
3406   (cmp (bit_and@0 @1 INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
3407   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3408    (with
3409     {
3410      tree ty = TREE_TYPE (@0);
3411      unsigned prec = TYPE_PRECISION (ty);
3412      wide_int mask = wi::to_wide (@2, prec);
3413      wide_int rhs = wi::to_wide (@3, prec);
3414      signop sgn = TYPE_SIGN (ty);
3415     }
3416     (if ((mask & (mask + 1)) == 0 && wi::gt_p (rhs, 0, sgn)
3417          && (rhs & (rhs + 1)) == 0 && wi::ge_p (mask, rhs, sgn))
3418       (eqcmp (bit_and @1 { wide_int_to_tree (ty, mask - rhs); })
3419              { build_zero_cst (ty); }))))))
3421 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
3422 (for cmp (tcc_comparison)
3423      scmp (swapped_tcc_comparison)
3424  (simplify
3425   (cmp (negate @0) (negate @1))
3426   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3427        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3428            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
3429    (scmp @0 @1)))
3430  (simplify
3431   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
3432   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3433        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3434            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
3435    (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
3436     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3437      (scmp @0 { tem; }))))))
3439 /* Convert ABS_EXPR<x> == 0 or ABS_EXPR<x> != 0 to x == 0 or x != 0.  */
3440 (for op (eq ne)
3441  (simplify
3442   (op (abs @0) zerop@1)
3443   (op @0 @1)))
3445 /* From fold_sign_changed_comparison and fold_widened_comparison.
3446    FIXME: the lack of symmetry is disturbing.  */
3447 (for cmp (simple_comparison)
3448  (simplify
3449   (cmp (convert@0 @00) (convert?@1 @10))
3450   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3451        /* Disable this optimization if we're casting a function pointer
3452           type on targets that require function pointer canonicalization.  */
3453        && !(targetm.have_canonicalize_funcptr_for_compare ()
3454             && TREE_CODE (TREE_TYPE (@00)) == POINTER_TYPE
3455             && TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@00))) == FUNCTION_TYPE)
3456        && single_use (@0))
3457    (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3458         && (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
3459             || @1 != @10)
3460         && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3461             || cmp == NE_EXPR
3462             || cmp == EQ_EXPR)
3463         && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00)))
3464     /* ???  The special-casing of INTEGER_CST conversion was in the original
3465        code and here to avoid a spurious overflow flag on the resulting
3466        constant which fold_convert produces.  */
3467     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
3468      (cmp @00 { force_fit_type (TREE_TYPE (@00), wi::to_widest (@1), 0,
3469                                 TREE_OVERFLOW (@1)); })
3470      (cmp @00 (convert @1)))
3472     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)))
3473      /* If possible, express the comparison in the shorter mode.  */
3474      (if ((cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
3475            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
3476            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3477                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))))
3478           && (types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))
3479               || ((TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00))
3480                    >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@10)))
3481                   && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
3482                       == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@10))))
3483               || (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
3484                   && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
3485                   && int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))))
3486       (cmp @00 (convert @10))
3487       (if (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
3488            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
3489            && !int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))
3490        (with
3491         {
3492           tree min = lower_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
3493           tree max = upper_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
3494           bool above = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, max, @10));
3495           bool below = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, @10, min));
3496         }
3497         (if (above || below)
3498          (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
3499           { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); }
3500           (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3501            { constant_boolean_node (above ? true : false, type); }
3502            (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3503             { constant_boolean_node (above ? false : true, type); }))))))))))))
3505 (for cmp (eq ne)
3506  /* A local variable can never be pointed to by
3507     the default SSA name of an incoming parameter.
3508     SSA names are canonicalized to 2nd place.  */
3509  (simplify
3510   (cmp addr@0 SSA_NAME@1)
3511   (if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (@1)
3512        && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (@1)) == PARM_DECL)
3513    (with { tree base = get_base_address (TREE_OPERAND (@0, 0)); }
3514     (if (TREE_CODE (base) == VAR_DECL
3515          && auto_var_in_fn_p (base, current_function_decl))
3516      (if (cmp == NE_EXPR)
3517       { constant_boolean_node (true, type); }
3518       { constant_boolean_node (false, type); }))))))
3520 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
3521 (for cmp (eq ne)
3523  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
3524     Similarly for NE_EXPR.  */
3525  (simplify
3526   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
3527   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
3528        && wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2)) != 0)
3529    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
3531  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
3532  (simplify
3533   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
3534   (cmp @0 @1))
3536  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
3537     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
3538  (simplify
3539   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
3540   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
3542  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
3543  (simplify
3544   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
3545   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
3546    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2)))))
3548  (simplify
3549   (cmp (convert? addr@0) integer_zerop)
3550   (if (tree_single_nonzero_warnv_p (@0, NULL))
3551    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
3553 /* If we have (A & C) == C where C is a power of 2, convert this into
3554    (A & C) != 0.  Similarly for NE_EXPR.  */
3555 (for cmp (eq ne)
3556      icmp (ne eq)
3557  (simplify
3558   (cmp (bit_and@2 @0 integer_pow2p@1) @1)
3559   (icmp @2 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
3561 /* If we have (A & C) != 0 ? D : 0 where C and D are powers of 2,
3562    convert this into a shift followed by ANDing with D.  */
3563 (simplify
3564  (cond
3565   (ne (bit_and @0 integer_pow2p@1) integer_zerop)
3566   integer_pow2p@2 integer_zerop)
3567  (with {
3568     int shift = (wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))
3569                  - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)));
3570   }
3571   (if (shift > 0)
3572    (bit_and
3573     (lshift (convert @0) { build_int_cst (integer_type_node, shift); }) @2)
3574    (bit_and
3575     (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, -shift); })) @2))))
3577 /* If we have (A & C) != 0 where C is the sign bit of A, convert
3578    this into A < 0.  Similarly for (A & C) == 0 into A >= 0.  */
3579 (for cmp (eq ne)
3580      ncmp (ge lt)
3581  (simplify
3582   (cmp (bit_and (convert?@2 @0) integer_pow2p@1) integer_zerop)
3583   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3584        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
3585        && element_precision (@2) >= element_precision (@0)
3586        && wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@1), element_precision (@0)))
3587    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
3588     (ncmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))))
3590 /* If we have A < 0 ? C : 0 where C is a power of 2, convert
3591    this into a right shift or sign extension followed by ANDing with C.  */
3592 (simplify
3593  (cond
3594   (lt @0 integer_zerop)
3595   integer_pow2p@1 integer_zerop)
3596  (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
3597   (with {
3598     int shift = element_precision (@0) - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)) - 1;
3599    }
3600    (if (shift >= 0)
3601     (bit_and
3602      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, shift); }))
3603      @1)
3604     /* Otherwise ctype must be wider than TREE_TYPE (@0) and pure
3605        sign extension followed by AND with C will achieve the effect.  */
3606     (bit_and (convert @0) @1)))))
3608 /* When the addresses are not directly of decls compare base and offset.
3609    This implements some remaining parts of fold_comparison address
3610    comparisons but still no complete part of it.  Still it is good
3611    enough to make fold_stmt not regress when not dispatching to fold_binary.  */
3612 (for cmp (simple_comparison)
3613  (simplify
3614   (cmp (convert1?@2 addr@0) (convert2? addr@1))
3615   (with
3616    {
3617      poly_int64 off0, off1;
3618      tree base0 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off0);
3619      tree base1 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@1, 0), &off1);
3620      if (base0 && TREE_CODE (base0) == MEM_REF)
3621        {
3622          off0 += mem_ref_offset (base0).force_shwi ();
3623          base0 = TREE_OPERAND (base0, 0);
3624        }
3625      if (base1 && TREE_CODE (base1) == MEM_REF)
3626        {
3627          off1 += mem_ref_offset (base1).force_shwi ();
3628          base1 = TREE_OPERAND (base1, 0);
3629        }
3630    }
3631    (if (base0 && base1)
3632     (with
3633      {
3634        int equal = 2;
3635        /* Punt in GENERIC on variables with value expressions;
3636           the value expressions might point to fields/elements
3637           of other vars etc.  */
3638        if (GENERIC
3639            && ((VAR_P (base0) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base0))
3640                || (VAR_P (base1) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base1))))
3641          ;
3642        else if (decl_in_symtab_p (base0)
3643                 && decl_in_symtab_p (base1))
3644          equal = symtab_node::get_create (base0)
3645                    ->equal_address_to (symtab_node::get_create (base1));
3646        else if ((DECL_P (base0)
3647                  || TREE_CODE (base0) == SSA_NAME
3648                  || TREE_CODE (base0) == STRING_CST)
3649                 && (DECL_P (base1)
3650                     || TREE_CODE (base1) == SSA_NAME
3651                     || TREE_CODE (base1) == STRING_CST))
3652          equal = (base0 == base1);
3653      }
3654      (if (equal == 1
3655           && (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
3656               /* If the offsets are equal we can ignore overflow.  */
3657               || known_eq (off0, off1)
3658               || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
3659                  /* Or if we compare using pointers to decls or strings.  */
3660               || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3661                   && (DECL_P (base0) || TREE_CODE (base0) == STRING_CST))))
3662       (switch
3663        (if (cmp == EQ_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
3664         { constant_boolean_node (known_eq (off0, off1), type); })
3665        (if (cmp == NE_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
3666         { constant_boolean_node (known_ne (off0, off1), type); })
3667        (if (cmp == LT_EXPR && (known_lt (off0, off1) || known_ge (off0, off1)))
3668         { constant_boolean_node (known_lt (off0, off1), type); })
3669        (if (cmp == LE_EXPR && (known_le (off0, off1) || known_gt (off0, off1)))
3670         { constant_boolean_node (known_le (off0, off1), type); })
3671        (if (cmp == GE_EXPR && (known_ge (off0, off1) || known_lt (off0, off1)))
3672         { constant_boolean_node (known_ge (off0, off1), type); })
3673        (if (cmp == GT_EXPR && (known_gt (off0, off1) || known_le (off0, off1)))
3674         { constant_boolean_node (known_gt (off0, off1), type); }))
3675       (if (equal == 0
3676            && DECL_P (base0) && DECL_P (base1)
3677            /* If we compare this as integers require equal offset.  */
3678            && (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3679                || known_eq (off0, off1)))
3680        (switch
3681         (if (cmp == EQ_EXPR)
3682          { constant_boolean_node (false, type); })
3683         (if (cmp == NE_EXPR)
3684          { constant_boolean_node (true, type); })))))))))
3686 /* Simplify pointer equality compares using PTA.  */
3687 (for neeq (ne eq)
3688  (simplify
3689   (neeq @0 @1)
3690   (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3691        && ptrs_compare_unequal (@0, @1))
3692    { neeq == EQ_EXPR ? boolean_false_node : boolean_true_node; })))
3694 /* PR70920: Transform (intptr_t)x eq/ne CST to x eq/ne (typeof x) CST.
3695    and (typeof ptr_cst) x eq/ne ptr_cst to x eq/ne (typeof x) CST.
3696    Disable the transform if either operand is pointer to function.
3697    This broke pr22051-2.c for arm where function pointer
3698    canonicalizaion is not wanted.  */
3700 (for cmp (ne eq)
3701  (simplify
3702   (cmp (convert @0) INTEGER_CST@1)
3703   (if ((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
3704         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3705       || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
3706           && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
3707    (cmp @0 (convert @1)))))
3709 /* Non-equality compare simplifications from fold_binary  */
3710 (for cmp (lt gt le ge)
3711  /* Comparisons with the highest or lowest possible integer of
3712     the specified precision will have known values.  */
3713  (simplify
3714   (cmp (convert?@2 @0) INTEGER_CST@1)
3715   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3716        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0)))
3717    (with
3718     {
3719       tree arg1_type = TREE_TYPE (@1);
3720       unsigned int prec = TYPE_PRECISION (arg1_type);
3721       wide_int max = wi::max_value (arg1_type);
3722       wide_int signed_max = wi::max_value (prec, SIGNED);
3723       wide_int min = wi::min_value (arg1_type);
3724     }
3725     (switch
3726      (if (wi::to_wide (@1) == max)
3727       (switch
3728        (if (cmp == GT_EXPR)
3729         { constant_boolean_node (false, type); })
3730        (if (cmp == GE_EXPR)
3731         (eq @2 @1))
3732        (if (cmp == LE_EXPR)
3733         { constant_boolean_node (true, type); })
3734        (if (cmp == LT_EXPR)
3735         (ne @2 @1))))
3736      (if (wi::to_wide (@1) == min)
3737       (switch
3738        (if (cmp == LT_EXPR)
3739         { constant_boolean_node (false, type); })
3740        (if (cmp == LE_EXPR)
3741         (eq @2 @1))
3742        (if (cmp == GE_EXPR)
3743         { constant_boolean_node (true, type); })
3744        (if (cmp == GT_EXPR)
3745         (ne @2 @1))))
3746      (if (wi::to_wide (@1) == max - 1)
3747       (switch
3748        (if (cmp == GT_EXPR)
3749         (eq @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) + 1); }))
3750        (if (cmp == LE_EXPR)
3751         (ne @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) + 1); }))))
3752      (if (wi::to_wide (@1) == min + 1)
3753       (switch
3754        (if (cmp == GE_EXPR)
3755         (ne @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) - 1); }))
3756        (if (cmp == LT_EXPR)
3757         (eq @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) - 1); }))))
3758      (if (wi::to_wide (@1) == signed_max
3759           && TYPE_UNSIGNED (arg1_type)
3760           /* We will flip the signedness of the comparison operator
3761              associated with the mode of @1, so the sign bit is
3762              specified by this mode.  Check that @1 is the signed
3763              max associated with this sign bit.  */
3764           && prec == GET_MODE_PRECISION (SCALAR_INT_TYPE_MODE (arg1_type))
3765           /* signed_type does not work on pointer types.  */
3766           && INTEGRAL_TYPE_P (arg1_type))
3767       /* The following case also applies to X < signed_max+1
3768          and X >= signed_max+1 because previous transformations.  */
3769       (if (cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
3770        (with { tree st = signed_type_for (arg1_type); }
3771         (if (cmp == LE_EXPR)
3772          (ge (convert:st @0) { build_zero_cst (st); })
3773          (lt (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))))))))))
3775 (for cmp (unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
3776  /* If the second operand is NaN, the result is constant.  */
3777  (simplify
3778   (cmp @0 REAL_CST@1)
3779   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
3780        && (cmp != LTGT_EXPR || ! flag_trapping_math))
3781    { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == LTGT_EXPR
3782                             ? false : true, type); })))
3784 /* bool_var != 0 becomes bool_var.  */
3785 (simplify
3786  (ne @0 integer_zerop)
3787  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
3788       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
3789   (non_lvalue @0)))
3790 /* bool_var == 1 becomes bool_var.  */
3791 (simplify
3792  (eq @0 integer_onep)
3793  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
3794       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
3795   (non_lvalue @0)))
3796 /* Do not handle
3797    bool_var == 0 becomes !bool_var or
3798    bool_var != 1 becomes !bool_var
3799    here because that only is good in assignment context as long
3800    as we require a tcc_comparison in GIMPLE_CONDs where we'd
3801    replace if (x == 0) with tem = ~x; if (tem != 0) which is
3802    clearly less optimal and which we'll transform again in forwprop.  */
3804 /* When one argument is a constant, overflow detection can be simplified.
3805    Currently restricted to single use so as not to interfere too much with
3806    ADD_OVERFLOW detection in tree-ssa-math-opts.c.
3807    A + CST CMP A  ->  A CMP' CST' */
3808 (for cmp (lt le ge gt)
3809      out (gt gt le le)
3810  (simplify
3811   (cmp:c (plus@2 @0 INTEGER_CST@1) @0)
3812   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3813        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
3814        && wi::to_wide (@1) != 0
3815        && single_use (@2))
3816    (with { unsigned int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
3817     (out @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
3818                                 wi::max_value (prec, UNSIGNED)
3819                                 - wi::to_wide (@1)); })))))
3821 /* To detect overflow in unsigned A - B, A < B is simpler than A - B > A.
3822    However, the detection logic for SUB_OVERFLOW in tree-ssa-math-opts.c
3823    expects the long form, so we restrict the transformation for now.  */
3824 (for cmp (gt le)
3825  (simplify
3826   (cmp:c (minus@2 @0 @1) @0)
3827   (if (single_use (@2)
3828        && ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3829        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3830        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
3831    (cmp @1 @0))))
3833 /* Testing for overflow is unnecessary if we already know the result.  */
3834 /* A - B > A  */
3835 (for cmp (gt le)
3836      out (ne eq)
3837  (simplify
3838   (cmp:c (realpart (IFN_SUB_OVERFLOW@2 @0 @1)) @0)
3839   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3840        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
3841    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
3842 /* A + B < A  */
3843 (for cmp (lt ge)
3844      out (ne eq)
3845  (simplify
3846   (cmp:c (realpart (IFN_ADD_OVERFLOW:c@2 @0 @1)) @0)
3847   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3848        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
3849    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
3851 /* For unsigned operands, -1 / B < A checks whether A * B would overflow.
3852    Simplify it to __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
3853 (for cmp (lt ge)
3854      out (ne eq)
3855  (simplify
3856   (cmp:c (trunc_div:s integer_all_onesp @1) @0)
3857   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) && !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3858    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
3859     (out (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
3861 /* Simplification of math builtins.  These rules must all be optimizations
3862    as well as IL simplifications.  If there is a possibility that the new
3863    form could be a pessimization, the rule should go in the canonicalization
3864    section that follows this one.
3866    Rules can generally go in this section if they satisfy one of
3867    the following:
3869    - the rule describes an identity
3871    - the rule replaces calls with something as simple as addition or
3872      multiplication
3874    - the rule contains unary calls only and simplifies the surrounding
3875      arithmetic.  (The idea here is to exclude non-unary calls in which
3876      one operand is constant and in which the call is known to be cheap
3877      when the operand has that value.)  */
3879 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
3880  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(x) -> x.  */
3881  (simplify
3882   (mult (SQRT_ALL@1 @0) @1)
3883   (if (!HONOR_SNANS (type))
3884    @0))
3886  (for op (plus minus)
3887   /* Simplify (A / C) +- (B / C) -> (A +- B) / C.  */
3888   (simplify
3889    (op (rdiv @0 @1)
3890        (rdiv @2 @1))
3891    (rdiv (op @0 @2) @1)))
3893  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(y) -> sqrt(x*y).  */
3894  (for root (SQRT CBRT)
3895   (simplify
3896    (mult (root:s @0) (root:s @1))
3897     (root (mult @0 @1))))
3899  /* Simplify expN(x) * expN(y) -> expN(x+y). */
3900  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
3901   (simplify
3902    (mult (exps:s @0) (exps:s @1))
3903     (exps (plus @0 @1))))
3905  /* Simplify a/root(b/c) into a*root(c/b).  */
3906  (for root (SQRT CBRT)
3907   (simplify
3908    (rdiv @0 (root:s (rdiv:s @1 @2)))
3909     (mult @0 (root (rdiv @2 @1)))))
3911  /* Simplify x/expN(y) into x*expN(-y).  */
3912  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
3913   (simplify
3914    (rdiv @0 (exps:s @1))
3915     (mult @0 (exps (negate @1)))))
3917  (for logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
3918       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
3919   /* logN(expN(x)) -> x.  */
3920   (simplify
3921    (logs (exps @0))
3922    @0)
3923   /* expN(logN(x)) -> x.  */
3924   (simplify
3925    (exps (logs @0))
3926    @0))
3928  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
3929     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
3930     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
3931  (for logs (LOG  LOG   LOG   LOG2 LOG2  LOG2  LOG10 LOG10)
3932       exps (EXP2 EXP10 POW10 EXP  EXP10 POW10 EXP   EXP2)
3933   (simplify
3934    (logs (exps @0))
3935    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
3936     (with {
3937       tree x;
3938       switch (exps)
3939         {
3940         CASE_CFN_EXP:
3941           /* Prepare to do logN(exp(exponent)) -> exponent*logN(e).  */
3942           x = build_real_truncate (type, dconst_e ());
3943           break;
3944         CASE_CFN_EXP2:
3945           /* Prepare to do logN(exp2(exponent)) -> exponent*logN(2).  */
3946           x = build_real (type, dconst2);
3947           break;
3948         CASE_CFN_EXP10:
3949         CASE_CFN_POW10:
3950           /* Prepare to do logN(exp10(exponent)) -> exponent*logN(10).  */
3951           {
3952             REAL_VALUE_TYPE dconst10;
3953             real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
3954             x = build_real (type, dconst10);
3955           }
3956           break;
3957         default:
3958           gcc_unreachable ();
3959         }
3960       }
3961      (mult (logs { x; }) @0)))))
3963  (for logs (LOG LOG
3964             LOG2 LOG2
3965             LOG10 LOG10)
3966       exps (SQRT CBRT)
3967   (simplify
3968    (logs (exps @0))
3969    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
3970     (with {
3971       tree x;
3972       switch (exps)
3973         {
3974         CASE_CFN_SQRT:
3975           /* Prepare to do logN(sqrt(x)) -> 0.5*logN(x).  */
3976           x = build_real (type, dconsthalf);
3977           break;
3978         CASE_CFN_CBRT:
3979           /* Prepare to do logN(cbrt(x)) -> (1/3)*logN(x).  */
3980           x = build_real_truncate (type, dconst_third ());
3981           break;
3982         default:
3983           gcc_unreachable ();
3984         }
3985       }
3986      (mult { x; } (logs @0))))))
3988  /* logN(pow(x,exponent)) -> exponent*logN(x).  */
3989  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
3990       pows (POW)
3991   (simplify
3992    (logs (pows @0 @1))
3993    (mult @1 (logs @0))))
3995  /* pow(C,x) -> exp(log(C)*x) if C > 0.  */
3996  (for pows (POW)
3997       exps (EXP)
3998       logs (LOG)
3999   (simplify
4000    (pows REAL_CST@0 @1)
4001     (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
4002          && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
4003      (exps (mult (logs @0) @1)))))
4005  (for sqrts (SQRT)
4006       cbrts (CBRT)
4007       pows (POW)
4008       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4009   /* sqrt(expN(x)) -> expN(x*0.5).  */
4010   (simplify
4011    (sqrts (exps @0))
4012    (exps (mult @0 { build_real (type, dconsthalf); })))
4013   /* cbrt(expN(x)) -> expN(x/3).  */
4014   (simplify
4015    (cbrts (exps @0))
4016    (exps (mult @0 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
4017   /* pow(expN(x), y) -> expN(x*y).  */
4018   (simplify
4019    (pows (exps @0) @1)
4020    (exps (mult @0 @1))))
4022  /* tan(atan(x)) -> x.  */
4023  (for tans (TAN)
4024       atans (ATAN)
4025   (simplify
4026    (tans (atans @0))
4027    @0)))
4029 /* cabs(x+0i) or cabs(0+xi) -> abs(x).  */
4030 (simplify
4031  (CABS (complex:C @0 real_zerop@1))
4032  (abs @0))
4034 /* trunc(trunc(x)) -> trunc(x), etc.  */
4035 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
4036  (simplify
4037   (fns (fns @0))
4038   (fns @0)))
4039 /* f(x) -> x if x is integer valued and f does nothing for such values.  */
4040 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
4041  (simplify
4042   (fns integer_valued_real_p@0)
4043   @0))
4045 /* hypot(x,0) and hypot(0,x) -> abs(x).  */
4046 (simplify
4047  (HYPOT:c @0 real_zerop@1)
4048  (abs @0))
4050 /* pow(1,x) -> 1.  */
4051 (simplify
4052  (POW real_onep@0 @1)
4053  @0)
4055 (simplify
4056  /* copysign(x,x) -> x.  */
4057  (COPYSIGN_ALL @0 @0)
4058  @0)
4060 (simplify
4061  /* copysign(x,y) -> fabs(x) if y is nonnegative.  */
4062  (COPYSIGN_ALL @0 tree_expr_nonnegative_p@1)
4063  (abs @0))
4065 (for scale (LDEXP SCALBN SCALBLN)
4066  /* ldexp(0, x) -> 0.  */
4067  (simplify
4068   (scale real_zerop@0 @1)
4069   @0)
4070  /* ldexp(x, 0) -> x.  */
4071  (simplify
4072   (scale @0 integer_zerop@1)
4073   @0)
4074  /* ldexp(x, y) -> x if x is +-Inf or NaN.  */
4075  (simplify
4076   (scale REAL_CST@0 @1)
4077   (if (!real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
4078    @0)))
4080 /* Canonicalization of sequences of math builtins.  These rules represent
4081    IL simplifications but are not necessarily optimizations.
4083    The sincos pass is responsible for picking "optimal" implementations
4084    of math builtins, which may be more complicated and can sometimes go
4085    the other way, e.g. converting pow into a sequence of sqrts.
4086    We only want to do these canonicalizations before the pass has run.  */
4088 (if (flag_unsafe_math_optimizations && canonicalize_math_p ())
4089  /* Simplify tan(x) * cos(x) -> sin(x). */
4090  (simplify
4091   (mult:c (TAN:s @0) (COS:s @0))
4092    (SIN @0))
4094  /* Simplify x * pow(x,c) -> pow(x,c+1). */
4095  (simplify
4096   (mult:c @0 (POW:s @0 REAL_CST@1))
4097   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
4098    (POW @0 (plus @1 { build_one_cst (type); }))))
4100  /* Simplify sin(x) / cos(x) -> tan(x). */
4101  (simplify
4102   (rdiv (SIN:s @0) (COS:s @0))
4103    (TAN @0))
4105  /* Simplify cos(x) / sin(x) -> 1 / tan(x). */
4106  (simplify
4107   (rdiv (COS:s @0) (SIN:s @0))
4108    (rdiv { build_one_cst (type); } (TAN @0)))
4110  /* Simplify sin(x) / tan(x) -> cos(x). */
4111  (simplify
4112   (rdiv (SIN:s @0) (TAN:s @0))
4113   (if (! HONOR_NANS (@0)
4114        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
4115    (COS @0)))
4117  /* Simplify tan(x) / sin(x) -> 1.0 / cos(x). */
4118  (simplify
4119   (rdiv (TAN:s @0) (SIN:s @0))
4120   (if (! HONOR_NANS (@0)
4121        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
4122    (rdiv { build_one_cst (type); } (COS @0))))
4124  /* Simplify pow(x,y) * pow(x,z) -> pow(x,y+z). */
4125  (simplify
4126   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @0 @2))
4127    (POW @0 (plus @1 @2)))
4129  /* Simplify pow(x,y) * pow(z,y) -> pow(x*z,y). */
4130  (simplify
4131   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @2 @1))
4132    (POW (mult @0 @2) @1))
4134  /* Simplify powi(x,y) * powi(z,y) -> powi(x*z,y). */
4135  (simplify
4136   (mult (POWI:s @0 @1) (POWI:s @2 @1))
4137    (POWI (mult @0 @2) @1))
4139  /* Simplify pow(x,c) / x -> pow(x,c-1). */
4140  (simplify
4141   (rdiv (POW:s @0 REAL_CST@1) @0)
4142   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
4143    (POW @0 (minus @1 { build_one_cst (type); }))))
4145  /* Simplify x / pow (y,z) -> x * pow(y,-z). */
4146  (simplify
4147   (rdiv @0 (POW:s @1 @2))
4148    (mult @0 (POW @1 (negate @2))))
4150  (for sqrts (SQRT)
4151       cbrts (CBRT)
4152       pows (POW)
4153   /* sqrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/4).  */
4154   (simplify
4155    (sqrts (sqrts @0))
4156    (pows @0 { build_real (type, dconst_quarter ()); }))
4157   /* sqrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
4158   (simplify
4159    (sqrts (cbrts @0))
4160    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
4161   /* cbrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
4162   (simplify
4163    (cbrts (sqrts @0))
4164    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
4165   /* cbrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/9), iff x is nonnegative.  */
4166   (simplify
4167    (cbrts (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0))
4168    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_ninth ()); }))
4169   /* sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5).  */
4170   (simplify
4171    (sqrts (pows @0 @1))
4172    (pows (abs @0) (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
4173   /* cbrt(pow(x,y)) -> pow(x,y/3), iff x is nonnegative.  */
4174   (simplify
4175    (cbrts (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1))
4176    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
4177   /* pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5).  */
4178   (simplify
4179    (pows (sqrts @0) @1)
4180    (pows @0 (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
4181   /* pow(cbrt(x),y) -> pow(x,y/3) iff x is nonnegative.  */
4182   (simplify
4183    (pows (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0) @1)
4184    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
4185   /* pow(pow(x,y),z) -> pow(x,y*z) iff x is nonnegative.  */
4186   (simplify
4187    (pows (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1) @2)
4188    (pows @0 (mult @1 @2))))
4190  /* cabs(x+xi) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
4191  (simplify
4192   (CABS (complex @0 @0))
4193   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
4195  /* hypot(x,x) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
4196  (simplify
4197   (HYPOT @0 @0)
4198   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
4200  /* cexp(x+yi) -> exp(x)*cexpi(y).  */
4201  (for cexps (CEXP)
4202       exps (EXP)
4203       cexpis (CEXPI)
4204   (simplify
4205    (cexps compositional_complex@0)
4206    (if (targetm.libc_has_function (function_c99_math_complex))
4207     (complex
4208      (mult (exps@1 (realpart @0)) (realpart (cexpis:type@2 (imagpart @0))))
4209      (mult @1 (imagpart @2)))))))
4211 (if (canonicalize_math_p ())
4212  /* floor(x) -> trunc(x) if x is nonnegative.  */
4213  (for floors (FLOOR_ALL)
4214       truncs (TRUNC_ALL)
4215   (simplify
4216    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
4217    (truncs @0))))
4219 (match double_value_p
4220  @0
4221  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == double_type_node)))
4222 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL
4223             BUILT_IN_FLOORL
4224             BUILT_IN_CEILL
4225             BUILT_IN_ROUNDL
4226             BUILT_IN_NEARBYINTL
4227             BUILT_IN_RINTL)
4228      tos (BUILT_IN_TRUNC
4229           BUILT_IN_FLOOR
4230           BUILT_IN_CEIL
4231           BUILT_IN_ROUND
4232           BUILT_IN_NEARBYINT
4233           BUILT_IN_RINT)
4234  /* truncl(extend(x)) -> extend(trunc(x)), etc., if x is a double.  */
4235  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
4236   (simplify
4237    (froms (convert double_value_p@0))
4238    (convert (tos @0)))))
4240 (match float_value_p
4241  @0
4242  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float_type_node)))
4243 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC
4244             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR
4245             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL
4246             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND
4247             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT
4248             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT)
4249      tos (BUILT_IN_TRUNCF BUILT_IN_TRUNCF
4250           BUILT_IN_FLOORF BUILT_IN_FLOORF
4251           BUILT_IN_CEILF BUILT_IN_CEILF
4252           BUILT_IN_ROUNDF BUILT_IN_ROUNDF
4253           BUILT_IN_NEARBYINTF BUILT_IN_NEARBYINTF
4254           BUILT_IN_RINTF BUILT_IN_RINTF)
4255  /* truncl(extend(x)) and trunc(extend(x)) -> extend(truncf(x)), etc.,
4256     if x is a float.  */
4257  (if (optimize && canonicalize_math_p ()
4258       && targetm.libc_has_function (function_c99_misc))
4259   (simplify
4260    (froms (convert float_value_p@0))
4261    (convert (tos @0)))))
4263 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL)
4264      tos (XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
4265  /* llfloorl(extend(x)) -> llfloor(x), etc., if x is a double.  */
4266  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
4267   (simplify
4268    (froms (convert double_value_p@0))
4269    (tos @0))))
4271 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL
4272             XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
4273      tos (XFLOORF XCEILF XROUNDF XRINTF)
4274  /* llfloorl(extend(x)) and llfloor(extend(x)) -> llfloorf(x), etc.,
4275     if x is a float.  */
4276  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
4277   (simplify
4278    (froms (convert float_value_p@0))
4279    (tos @0))))
4281 (if (canonicalize_math_p ())
4282  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x) if x is nonnegative.  */
4283  (for floors (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR)
4284   (simplify
4285    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
4286    (fix_trunc @0))))
4288 (if (canonicalize_math_p ())
4289  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
4290  (for fns (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR
4291            ICEIL LCEIL LLCEIL
4292            IROUND LROUND LLROUND)
4293   (simplify
4294    (fns integer_valued_real_p@0)
4295    (fix_trunc @0)))
4296  (if (!flag_errno_math)
4297   /* xrint(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
4298   (for rints (IRINT LRINT LLRINT)
4299    (simplify
4300     (rints integer_valued_real_p@0)
4301     (fix_trunc @0)))))
4303 (if (canonicalize_math_p ())
4304  (for ifn (IFLOOR ICEIL IROUND IRINT)
4305       lfn (LFLOOR LCEIL LROUND LRINT)
4306       llfn (LLFLOOR LLCEIL LLROUND LLRINT)
4307   /* Canonicalize iround (x) to lround (x) on ILP32 targets where
4308      sizeof (int) == sizeof (long).  */
4309   (if (TYPE_PRECISION (integer_type_node)
4310        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
4311    (simplify
4312     (ifn @0)
4313     (lfn:long_integer_type_node @0)))
4314   /* Canonicalize llround (x) to lround (x) on LP64 targets where
4315      sizeof (long long) == sizeof (long).  */
4316   (if (TYPE_PRECISION (long_long_integer_type_node)
4317        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
4318    (simplify
4319     (llfn @0)
4320     (lfn:long_integer_type_node @0)))))
4322 /* cproj(x) -> x if we're ignoring infinities.  */
4323 (simplify
4324  (CPROJ @0)
4325  (if (!HONOR_INFINITIES (type))
4326    @0))
4328 /* If the real part is inf and the imag part is known to be
4329    nonnegative, return (inf + 0i).  */
4330 (simplify
4331  (CPROJ (complex REAL_CST@0 tree_expr_nonnegative_p@1))
4332  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
4333   { build_complex_inf (type, false); }))
4335 /* If the imag part is inf, return (inf+I*copysign(0,imag)).  */
4336 (simplify
4337  (CPROJ (complex @0 REAL_CST@1))
4338  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
4339   { build_complex_inf (type, TREE_REAL_CST_PTR (@1)->sign); }))
4341 (for pows (POW)
4342      sqrts (SQRT)
4343      cbrts (CBRT)
4344  (simplify
4345   (pows @0 REAL_CST@1)
4346   (with {
4347     const REAL_VALUE_TYPE *value = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
4348     REAL_VALUE_TYPE tmp;
4349    }
4350    (switch
4351     /* pow(x,0) -> 1.  */
4352     (if (real_equal (value, &dconst0))
4353      { build_real (type, dconst1); })
4354     /* pow(x,1) -> x.  */
4355     (if (real_equal (value, &dconst1))
4356      @0)
4357     /* pow(x,-1) -> 1/x.  */
4358     (if (real_equal (value, &dconstm1))
4359      (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))
4360     /* pow(x,0.5) -> sqrt(x).  */
4361     (if (flag_unsafe_math_optimizations
4362          && canonicalize_math_p ()
4363          && real_equal (value, &dconsthalf))
4364      (sqrts @0))
4365     /* pow(x,1/3) -> cbrt(x).  */
4366     (if (flag_unsafe_math_optimizations
4367          && canonicalize_math_p ()
4368          && (tmp = real_value_truncate (TYPE_MODE (type), dconst_third ()),
4369              real_equal (value, &tmp)))
4370      (cbrts @0))))))
4372 /* powi(1,x) -> 1.  */
4373 (simplify
4374  (POWI real_onep@0 @1)
4375  @0)
4377 (simplify
4378  (POWI @0 INTEGER_CST@1)
4379  (switch
4380   /* powi(x,0) -> 1.  */
4381   (if (wi::to_wide (@1) == 0)
4382    { build_real (type, dconst1); })
4383   /* powi(x,1) -> x.  */
4384   (if (wi::to_wide (@1) == 1)
4385    @0)
4386   /* powi(x,-1) -> 1/x.  */
4387   (if (wi::to_wide (@1) == -1)
4388    (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))))
4390 /* Narrowing of arithmetic and logical operations. 
4392    These are conceptually similar to the transformations performed for
4393    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
4394    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
4396 /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
4397    both operands are widening conversions from the same type as the outer
4398    narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a suitable
4399    unsigned type (to avoid introducing undefined behavior), perform the
4400    operation and convert the result to the desired type.  */
4401 (for op (plus minus)
4402   (simplify
4403     (convert (op:s (convert@2 @0) (convert?@3 @1)))
4404     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4405          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
4406             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
4407          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4408          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4409          /* The precision of the type of each operand must match the
4410             precision of the mode of each operand, similarly for the
4411             result.  */
4412          && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
4413          && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
4414          && type_has_mode_precision_p (type)
4415          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
4416          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4417          && types_match (@0, type)
4418          && (types_match (@0, @1)
4419              /* Or the second operand is const integer or converted const
4420                 integer from valueize.  */
4421              || TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST))
4422       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
4423         (op @0 (convert @1))
4424         (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
4425          (convert (op (convert:utype @0)
4426                       (convert:utype @1))))))))
4428 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
4429    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
4430    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
4431    to unsigned types to avoid introducing undefined behavior for the
4432    arithmetic operation.  */
4433 (for op (minus plus)
4434  (simplify
4435   (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
4436   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4437        /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
4438           so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
4439        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4440        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4441        /* The precision of the type of each operand must match the
4442           precision of the mode of each operand, similarly for the
4443           result.  */
4444        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
4445        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
4446        && type_has_mode_precision_p (type)
4447        /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
4448        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4449        && types_match (@0, @1)
4450        && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
4451            <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
4452        && (wi::to_wide (@4)
4453            & wi::mask (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)),
4454                        true, TYPE_PRECISION (type))) == 0)
4455    (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
4456     (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
4457      (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4))))
4458     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
4459      (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
4460                (convert:utype @4))))))))
4462 /* Transform (@0 < @1 and @0 < @2) to use min, 
4463    (@0 > @1 and @0 > @2) to use max */
4464 (for op (lt le gt ge)
4465      ext (min min max max)
4466  (simplify
4467   (bit_and (op:cs @0 @1) (op:cs @0 @2))
4468   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4469        && TREE_CODE (@0) != INTEGER_CST)
4470    (op @0 (ext @1 @2)))))
4472 (simplify
4473  /* signbit(x) -> 0 if x is nonnegative.  */
4474  (SIGNBIT tree_expr_nonnegative_p@0)
4475  { integer_zero_node; })
4477 (simplify
4478  /* signbit(x) -> x<0 if x doesn't have signed zeros.  */
4479  (SIGNBIT @0)
4480  (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@0))
4481   (convert (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))))
4483 /* Transform comparisons of the form X +- C1 CMP C2 to X CMP C2 -+ C1.  */
4484 (for cmp (eq ne)
4485  (for op (plus minus)
4486       rop (minus plus)
4487   (simplify
4488    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4489    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
4490         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
4491         && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@0))
4492         && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@0)))
4493     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
4494      (if (TREE_OVERFLOW (res)
4495           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
4496       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
4497       (if (single_use (@3))
4498        (cmp @0 { TREE_OVERFLOW (res)
4499                  ? drop_tree_overflow (res) : res; }))))))))
4500 (for cmp (lt le gt ge)
4501  (for op (plus minus)
4502       rop (minus plus)
4503   (simplify
4504    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4505    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
4506         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
4507     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
4508      (if (TREE_OVERFLOW (res))
4509       {
4510         fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
4511                                 "when simplifying conditional to constant"),
4512                                WARN_STRICT_OVERFLOW_CONDITIONAL);
4513         bool less = cmp == LE_EXPR || cmp == LT_EXPR;
4514         /* wi::ges_p (@2, 0) should be sufficient for a signed type.  */
4515         bool ovf_high = wi::lt_p (wi::to_wide (@1), 0,
4516                                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
4517                         != (op == MINUS_EXPR);
4518         constant_boolean_node (less == ovf_high, type);
4519       }
4520       (if (single_use (@3))
4521        (with
4522         {
4523           fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
4524                                   "when changing X +- C1 cmp C2 to "
4525                                   "X cmp C2 -+ C1"),
4526                                  WARN_STRICT_OVERFLOW_COMPARISON);
4527         }
4528         (cmp @0 { res; })))))))))
4530 /* Canonicalizations of BIT_FIELD_REFs.  */
4532 (simplify
4533  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2)
4534  (switch
4535   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == COMPLEX_TYPE
4536        && tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
4537    (switch
4538     (if (integer_zerop (@2))
4539      (view_convert (realpart @0)))
4540     (if (tree_int_cst_equal (@2, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
4541      (view_convert (imagpart @0)))))
4542   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4543        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
4544        /* On GIMPLE this should only apply to register arguments.  */
4545        && (! GIMPLE || is_gimple_reg (@0))
4546        /* A bit-field-ref that referenced the full argument can be stripped.  */
4547        && ((compare_tree_int (@1, TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))) == 0
4548             && integer_zerop (@2))
4549            /* Low-parts can be reduced to integral conversions.
4550               ???  The following doesn't work for PDP endian.  */
4551            || (BYTES_BIG_ENDIAN == WORDS_BIG_ENDIAN
4552                /* Don't even think about BITS_BIG_ENDIAN.  */
4553                && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) % BITS_PER_UNIT == 0
4554                && TYPE_PRECISION (type) % BITS_PER_UNIT == 0
4555                && compare_tree_int (@2, (BYTES_BIG_ENDIAN
4556                                          ? (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4557                                             - TYPE_PRECISION (type))
4558                                          : 0)) == 0)))
4559    (convert @0))))
4561 /* Simplify vector extracts.  */
4563 (simplify
4564  (BIT_FIELD_REF CONSTRUCTOR@0 @1 @2)
4565  (if (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4566       && (types_match (type, TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
4567           || (VECTOR_TYPE_P (type)
4568               && types_match (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
4569   (with
4570    {
4571      tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
4572                   ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0);
4573      tree eltype = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor));
4574      unsigned HOST_WIDE_INT width = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (eltype));
4575      unsigned HOST_WIDE_INT n = tree_to_uhwi (@1);
4576      unsigned HOST_WIDE_INT idx = tree_to_uhwi (@2);
4577    }
4578    (if (n != 0
4579         && (idx % width) == 0
4580         && (n % width) == 0
4581         && known_le ((idx + n) / width,
4582                      TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (ctor))))
4583     (with
4584      {
4585        idx = idx / width;
4586        n = n / width;
4587        /* Constructor elements can be subvectors.  */
4588        poly_uint64 k = 1;
4589        if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) != 0)
4590          {
4591            tree cons_elem = TREE_TYPE (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value);
4592            if (TREE_CODE (cons_elem) == VECTOR_TYPE)
4593              k = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (cons_elem);
4594          }
4595        unsigned HOST_WIDE_INT elt, count, const_k;
4596      }
4597      (switch
4598       /* We keep an exact subset of the constructor elements.  */
4599       (if (multiple_p (idx, k, &elt) && multiple_p (n, k, &count))
4600        (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
4601         { build_constructor (type, NULL); }
4602         (if (count == 1)
4603          (if (elt < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor))
4604           { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt)->value; }
4605           { build_zero_cst (type); })
4606          {
4607            vec<constructor_elt, va_gc> *vals;
4608            vec_alloc (vals, count);
4609            for (unsigned i = 0;
4610                 i < count && elt + i < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor); ++i)
4611              CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (vals, NULL_TREE,
4612                                      CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt + i)->value);
4613            build_constructor (type, vals);
4614          })))
4615       /* The bitfield references a single constructor element.  */
4616       (if (k.is_constant (&const_k)
4617            && idx + n <= (idx / const_k + 1) * const_k)
4618        (switch
4619         (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) <= idx / const_k)
4620          { build_zero_cst (type); })
4621         (if (n == const_k)
4622          { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; })
4623         (BIT_FIELD_REF { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }
4624                        @1 { bitsize_int ((idx % const_k) * width); })))))))))
4626 /* Simplify a bit extraction from a bit insertion for the cases with
4627    the inserted element fully covering the extraction or the insertion
4628    not touching the extraction.  */
4629 (simplify
4630  (BIT_FIELD_REF (bit_insert @0 @1 @ipos) @rsize @rpos)
4631  (with
4632   {
4633     unsigned HOST_WIDE_INT isize;
4634     if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
4635       isize = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
4636     else
4637       isize = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1)));
4638   }
4639   (switch
4640    (if (wi::leu_p (wi::to_wide (@ipos), wi::to_wide (@rpos))
4641         && wi::leu_p (wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize),
4642                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
4643     (BIT_FIELD_REF @1 @rsize { wide_int_to_tree (bitsizetype,
4644                                                  wi::to_wide (@rpos)
4645                                                  - wi::to_wide (@ipos)); }))
4646    (if (wi::geu_p (wi::to_wide (@ipos),
4647                    wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize))
4648         || wi::geu_p (wi::to_wide (@rpos),
4649                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
4650     (BIT_FIELD_REF @0 @rsize @rpos)))))