Add IFN_COND_{MUL,DIV,MOD,RDIV}
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
blob14386da070b0b71c59981310843505680872b1df
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)
78 /* Binary operations and their associated IFN_COND_* function.  */
79 (define_operator_list UNCOND_BINARY
80   plus minus
81   mult trunc_div trunc_mod rdiv
82   min max
83   bit_and bit_ior bit_xor)
84 (define_operator_list COND_BINARY
85   IFN_COND_ADD IFN_COND_SUB
86   IFN_COND_MUL IFN_COND_DIV IFN_COND_MOD IFN_COND_RDIV
87   IFN_COND_MIN IFN_COND_MAX
88   IFN_COND_AND IFN_COND_IOR IFN_COND_XOR)
89     
90 /* As opposed to convert?, this still creates a single pattern, so
91    it is not a suitable replacement for convert? in all cases.  */
92 (match (nop_convert @0)
93  (convert @0)
94  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))))
95 (match (nop_convert @0)
96  (view_convert @0)
97  (if (VECTOR_TYPE_P (type) && VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
98       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
99                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0)))
100       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
101 /* This one has to be last, or it shadows the others.  */
102 (match (nop_convert @0)
103  @0) 
105 /* Simplifications of operations with one constant operand and
106    simplifications to constants or single values.  */
108 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
109   (simplify
110     (op @0 integer_zerop)
111     (non_lvalue @0)))
113 /* 0 +p index -> (type)index */
114 (simplify
115  (pointer_plus integer_zerop @1)
116  (non_lvalue (convert @1)))
118 /* ptr - 0 -> (type)ptr */
119 (simplify
120  (pointer_diff @0 integer_zerop)
121  (convert @0))
123 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
124    Likewise if the operands are reversed.  */
125 (simplify
126  (plus:c @0 real_zerop@1)
127  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 0))
128   (non_lvalue @0)))
130 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
131 (simplify
132  (minus @0 real_zerop@1)
133  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, 1))
134   (non_lvalue @0)))
136 /* Simplify x - x.
137    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
138    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
139    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
140    is volatile.  */
141 (simplify
142  (minus @0 @0)
143  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !HONOR_NANS (type))
144   { build_zero_cst (type); }))
145 (simplify
146  (pointer_diff @@0 @0)
147  { build_zero_cst (type); })
149 (simplify
150  (mult @0 integer_zerop@1)
151  @1)
153 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
154    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
155    same in modes with signed zeros, since multiplying a
156    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
157 (simplify
158  (mult @0 real_zerop@1)
159  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
160   @1))
162 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
163    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
164 (simplify
165  (mult @0 real_onep)
166  (if (!HONOR_SNANS (type)
167       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
168           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
169   (non_lvalue @0)))
171 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
172 (simplify
173  (mult @0 real_minus_onep)
174   (if (!HONOR_SNANS (type)
175        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
176            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
177    (negate @0)))
179 (for cmp (gt ge lt le)
180      outp (convert convert negate negate)
181      outn (negate negate convert convert)
182  /* Transform (X > 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1, X). */
183  /* Transform (X >= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1, X). */
184  /* Transform (X < 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1,-X). */
185  /* Transform (X <= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into copysign(1,-X). */
186  (simplify
187   (cond (cmp @0 real_zerop) real_onep@1 real_minus_onep)
188   (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
189        && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
190    (switch
191     (if (types_match (type, float_type_node))
192      (BUILT_IN_COPYSIGNF @1 (outp @0)))
193     (if (types_match (type, double_type_node))
194      (BUILT_IN_COPYSIGN @1 (outp @0)))
195     (if (types_match (type, long_double_type_node))
196      (BUILT_IN_COPYSIGNL @1 (outp @0))))))
197  /* Transform (X > 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,-X). */
198  /* Transform (X >= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,-X). */
199  /* Transform (X < 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,X). */
200  /* Transform (X <= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into copysign(1,X). */
201  (simplify
202   (cond (cmp @0 real_zerop) real_minus_onep real_onep@1)
203   (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
204        && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
205    (switch
206     (if (types_match (type, float_type_node))
207      (BUILT_IN_COPYSIGNF @1 (outn @0)))
208     (if (types_match (type, double_type_node))
209      (BUILT_IN_COPYSIGN @1 (outn @0)))
210     (if (types_match (type, long_double_type_node))
211      (BUILT_IN_COPYSIGNL @1 (outn @0)))))))
213 /* Transform X * copysign (1.0, X) into abs(X). */
214 (simplify
215  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep @0))
216  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
217   (abs @0)))
219 /* Transform X * copysign (1.0, -X) into -abs(X). */
220 (simplify
221  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep (negate @0)))
222  (if (!HONOR_NANS (type) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
223   (negate (abs @0))))
225 /* Transform copysign (CST, X) into copysign (ABS(CST), X). */
226 (simplify
227  (COPYSIGN_ALL REAL_CST@0 @1)
228  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@0)))
229   (COPYSIGN_ALL (negate @0) @1)))
231 /* X * 1, X / 1 -> X.  */
232 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
233   (simplify
234     (op @0 integer_onep)
235     (non_lvalue @0)))
237 /* (A / (1 << B)) -> (A >> B).
238    Only for unsigned A.  For signed A, this would not preserve rounding
239    toward zero.
240    For example: (-1 / ( 1 << B)) !=  -1 >> B.  */
241 (simplify
242  (trunc_div @0 (lshift integer_onep@1 @2))
243  (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
244       && (!VECTOR_TYPE_P (type)
245           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_vector)
246           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_scalar)))
247   (rshift @0 @2)))
249 /* Preserve explicit divisions by 0: the C++ front-end wants to detect
250    undefined behavior in constexpr evaluation, and assuming that the division
251    traps enables better optimizations than these anyway.  */
252 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
253  /* 0 / X is always zero.  */
254  (simplify
255   (div integer_zerop@0 @1)
256   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
257   (if (!integer_zerop (@1))
258    @0))
259   /* X / -1 is -X.  */
260  (simplify
261    (div @0 integer_minus_onep@1)
262    (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
263     (negate @0)))
264  /* X / X is one.  */
265  (simplify
266   (div @0 @0)
267   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.
268      And not for _Fract types where we can't build 1.  */
269   (if (!integer_zerop (@0) && !ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
270    { build_one_cst (type); }))
271  /* X / abs (X) is X < 0 ? -1 : 1.  */ 
272  (simplify
273    (div:C @0 (abs @0))
274    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
275         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
276     (cond (lt @0 { build_zero_cst (type); })
277           { build_minus_one_cst (type); } { build_one_cst (type); })))
278  /* X / -X is -1.  */
279  (simplify
280    (div:C @0 (negate @0))
281    (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
282         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
283     { build_minus_one_cst (type); })))
285 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
286    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
287 (simplify
288  (floor_div @0 @1)
289  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
290       && TYPE_UNSIGNED (type))
291   (trunc_div @0 @1)))
293 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
294    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
295 (for div (trunc_div exact_div)
296  (simplify
297   (div (div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
298   (with {
299     bool overflow_p;
300     wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
301                             TYPE_SIGN (type), &overflow_p);
302    }
303    (if (!overflow_p)
304     (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
305     (if (TYPE_UNSIGNED (type)
306          || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
307      { build_zero_cst (type); })))))
309 /* Combine successive multiplications.  Similar to above, but handling
310    overflow is different.  */
311 (simplify
312  (mult (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
313  (with {
314    bool overflow_p;
315    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
316                            TYPE_SIGN (type), &overflow_p);
317   }
318   /* Skip folding on overflow: the only special case is @1 * @2 == -INT_MIN,
319      otherwise undefined overflow implies that @0 must be zero.  */
320   (if (!overflow_p || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
321    (mult @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))))
323 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
324    NaNs or Infinities.  */
325 (simplify
326  (rdiv @0 @0)
327  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
328       && ! HONOR_NANS (type)
329       && ! HONOR_INFINITIES (type))
330   { build_one_cst (type); }))
332 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
333    NaNs or Infinities.  */
334 (simplify
335  (rdiv:C @0 (negate @0))
336  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
337       && ! HONOR_NANS (type)
338       && ! HONOR_INFINITIES (type))
339   { build_minus_one_cst (type); }))
341 /* PR71078: x / abs(x) -> copysign (1.0, x) */
342 (simplify
343  (rdiv:C (convert? @0) (convert? (abs @0)))
344   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
345        && ! HONOR_NANS (type)
346        && ! HONOR_INFINITIES (type))
347    (switch
348     (if (types_match (type, float_type_node))
349      (BUILT_IN_COPYSIGNF { build_one_cst (type); } (convert @0)))
350     (if (types_match (type, double_type_node))
351      (BUILT_IN_COPYSIGN { build_one_cst (type); } (convert @0)))
352     (if (types_match (type, long_double_type_node))
353      (BUILT_IN_COPYSIGNL { build_one_cst (type); } (convert @0))))))
355 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
356 (simplify
357  (rdiv @0 real_onep)
358  (if (!HONOR_SNANS (type))
359   (non_lvalue @0)))
361 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
362 (simplify
363  (rdiv @0 real_minus_onep)
364  (if (!HONOR_SNANS (type))
365   (negate @0)))
367 (if (flag_reciprocal_math)
368  /* Convert (A/B)/C to A/(B*C). */
369  (simplify
370   (rdiv (rdiv:s @0 @1) @2)
371   (rdiv @0 (mult @1 @2)))
373  /* Canonicalize x / (C1 * y) to (x * C2) / y.  */
374  (simplify
375   (rdiv @0 (mult:s @1 REAL_CST@2))
376   (with
377    { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @2); }
378    (if (tem)
379     (rdiv (mult @0 { tem; } ) @1))))
381  /* Convert A/(B/C) to (A/B)*C  */
382  (simplify
383   (rdiv @0 (rdiv:s @1 @2))
384    (mult (rdiv @0 @1) @2)))
386 /* Simplify x / (- y) to -x / y.  */
387 (simplify
388  (rdiv @0 (negate @1))
389  (rdiv (negate @0) @1))
391 /* Optimize (X & (-A)) / A where A is a power of 2, to X >> log2(A) */
392 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
393  (simplify
394   (div (convert? (bit_and @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
395   (if (integer_pow2p (@2)
396        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
397        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
398        && wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@1) == 0)
399    (rshift (convert @0)
400            { build_int_cst (integer_type_node,
401                             wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))); }))))
403 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
404    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
405    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
406    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
407    tell if it is or not in a portable manner.  */
408 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
409  (simplify
410   (rdiv @0 cst@1)
411   (if (optimize)
412    (if (flag_reciprocal_math
413         && !real_zerop (@1))
414     (with
415      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
416      (if (tem)
417       (mult @0 { tem; } )))
418     (if (cst != COMPLEX_CST)
419      (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
420       (if (inverse)
421        (mult @0 { inverse; } ))))))))
423 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
424  /* 0 % X is always zero.  */
425  (simplify
426   (mod integer_zerop@0 @1)
427   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
428   (if (!integer_zerop (@1))
429    @0))
430  /* X % 1 is always zero.  */
431  (simplify
432   (mod @0 integer_onep)
433   { build_zero_cst (type); })
434  /* X % -1 is zero.  */
435  (simplify
436   (mod @0 integer_minus_onep@1)
437   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
438    { build_zero_cst (type); }))
439  /* X % X is zero.  */
440  (simplify
441   (mod @0 @0)
442   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
443   (if (!integer_zerop (@0))
444    { build_zero_cst (type); }))
445  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
446  (simplify
447   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
448   @2)
449  /* From extract_muldiv_1: (X * C1) % C2 is zero if C1 is a multiple of C2.  */
450  (simplify
451   (mod (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
452   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
453        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
454        && wi::multiple_of_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
455                              TYPE_SIGN (type)))
456    { build_zero_cst (type); })))
458 /* X % -C is the same as X % C.  */
459 (simplify
460  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
461   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
462        && !TREE_OVERFLOW (@1)
463        && wi::neg_p (wi::to_wide (@1))
464        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
465        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
466        && !sign_bit_p (@1, @1))
467    (trunc_mod @0 (negate @1))))
469 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
470 (simplify
471  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
472  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
473       && !TYPE_UNSIGNED (type)
474       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
475       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
476       /* Avoid this transformation if X might be INT_MIN or
477          Y might be -1, because we would then change valid
478          INT_MIN % -(-1) into invalid INT_MIN % -1.  */
479       && (expr_not_equal_to (@0, wi::to_wide (TYPE_MIN_VALUE (type)))
480           || expr_not_equal_to (@1, wi::minus_one (TYPE_PRECISION
481                                                         (TREE_TYPE (@1))))))
482   (trunc_mod @0 (convert @1))))
484 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
485 (simplify
486  (minus (convert1? @0) (convert2? (mult:c (trunc_div @@0 @@1) @1)))
487  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
488   (convert (trunc_mod @0 @1))))
490 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
491    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
492    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
493    to A & ((C << N) - 1).  */
494 (match (power_of_two_cand @1)
495  INTEGER_CST@1)
496 (match (power_of_two_cand @1)
497  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
498 (for mod (trunc_mod floor_mod)
499  (simplify
500   (mod @0 (convert?@3 (power_of_two_cand@1 @2)))
501   (if ((TYPE_UNSIGNED (type)
502         || tree_expr_nonnegative_p (@0))
503         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@3))
504         && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
505    (bit_and @0 (convert (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))))
507 /* Simplify (unsigned t * 2)/2 -> unsigned t & 0x7FFFFFFF.  */
508 (simplify
509  (trunc_div (mult @0 integer_pow2p@1) @1)
510  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
511   (bit_and @0 { wide_int_to_tree
512                 (type, wi::mask (TYPE_PRECISION (type)
513                                  - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)),
514                                  false, TYPE_PRECISION (type))); })))
516 /* Simplify (unsigned t / 2) * 2 -> unsigned t & ~1.  */
517 (simplify
518  (mult (trunc_div @0 integer_pow2p@1) @1)
519  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
520   (bit_and @0 (negate @1))))
522 /* Simplify (t * 2) / 2) -> t.  */
523 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
524  (simplify
525   (div (mult:c @0 @1) @1)
526   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
527        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
528    @0)))
530 (for op (negate abs)
531  /* Simplify cos(-x) and cos(|x|) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
532  (for coss (COS COSH)
533   (simplify
534    (coss (op @0))
535     (coss @0)))
536  /* Simplify pow(-x, y) and pow(|x|,y) -> pow(x,y) if y is an even integer.  */
537  (for pows (POW)
538   (simplify
539    (pows (op @0) REAL_CST@1)
540    (with { HOST_WIDE_INT n; }
541     (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
542      (pows @0 @1)))))
543  /* Likewise for powi.  */
544  (for pows (POWI)
545   (simplify
546    (pows (op @0) INTEGER_CST@1)
547    (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
548     (pows @0 @1))))
549  /* Strip negate and abs from both operands of hypot.  */
550  (for hypots (HYPOT)
551   (simplify
552    (hypots (op @0) @1)
553    (hypots @0 @1))
554   (simplify
555    (hypots @0 (op @1))
556    (hypots @0 @1)))
557  /* copysign(-x, y) and copysign(abs(x), y) -> copysign(x, y).  */
558  (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
559   (simplify
560    (copysigns (op @0) @1)
561    (copysigns @0 @1))))
563 /* abs(x)*abs(x) -> x*x.  Should be valid for all types.  */
564 (simplify
565  (mult (abs@1 @0) @1)
566  (mult @0 @0))
568 /* cos(copysign(x, y)) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
569 (for coss (COS COSH)
570      copysigns (COPYSIGN)
571  (simplify
572   (coss (copysigns @0 @1))
573    (coss @0)))
575 /* pow(copysign(x, y), z) -> pow(x, z) if z is an even integer.  */
576 (for pows (POW)
577      copysigns (COPYSIGN)
578  (simplify
579   (pows (copysigns @0 @2) REAL_CST@1)
580   (with { HOST_WIDE_INT n; }
581    (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
582     (pows @0 @1)))))
583 /* Likewise for powi.  */
584 (for pows (POWI)
585      copysigns (COPYSIGN)
586  (simplify
587   (pows (copysigns @0 @2) INTEGER_CST@1)
588   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
589    (pows @0 @1))))
591 (for hypots (HYPOT)
592      copysigns (COPYSIGN)
593  /* hypot(copysign(x, y), z) -> hypot(x, z).  */
594  (simplify
595   (hypots (copysigns @0 @1) @2)
596   (hypots @0 @2))
597  /* hypot(x, copysign(y, z)) -> hypot(x, y).  */
598  (simplify
599   (hypots @0 (copysigns @1 @2))
600   (hypots @0 @1)))
602 /* copysign(x, CST) -> [-]abs (x).  */
603 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
604  (simplify
605   (copysigns @0 REAL_CST@1)
606   (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
607    (negate (abs @0))
608    (abs @0))))
610 /* copysign(copysign(x, y), z) -> copysign(x, z).  */
611 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
612  (simplify
613   (copysigns (copysigns @0 @1) @2)
614   (copysigns @0 @2)))
616 /* copysign(x,y)*copysign(x,y) -> x*x.  */
617 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
618  (simplify
619   (mult (copysigns@2 @0 @1) @2)
620   (mult @0 @0)))
622 /* ccos(-x) -> ccos(x).  Similarly for ccosh.  */
623 (for ccoss (CCOS CCOSH)
624  (simplify
625   (ccoss (negate @0))
626    (ccoss @0)))
628 /* cabs(-x) and cos(conj(x)) -> cabs(x).  */
629 (for ops (conj negate)
630  (for cabss (CABS)
631   (simplify
632    (cabss (ops @0))
633    (cabss @0))))
635 /* Fold (a * (1 << b)) into (a << b)  */
636 (simplify
637  (mult:c @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
638   (if (! FLOAT_TYPE_P (type)
639        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
640    (lshift @0 @2)))
642 /* Fold (1 << (C - x)) where C = precision(type) - 1
643    into ((1 << C) >> x). */
644 (simplify
645  (lshift integer_onep@0 (minus@1 INTEGER_CST@2 @3))
646   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
647        && wi::eq_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (type) - 1)
648        && single_use (@1))
649    (if (TYPE_UNSIGNED (type))
650      (rshift (lshift @0 @2) @3)
651    (with
652     { tree utype = unsigned_type_for (type); }
653     (convert (rshift (lshift (convert:utype @0) @2) @3))))))
655 /* Fold (C1/X)*C2 into (C1*C2)/X.  */
656 (simplify
657  (mult (rdiv@3 REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
658   (if (flag_associative_math
659        && single_use (@3))
660    (with
661     { tree tem = const_binop (MULT_EXPR, type, @0, @2); }
662     (if (tem)
663      (rdiv { tem; } @1)))))
665 /* Simplify ~X & X as zero.  */
666 (simplify
667  (bit_and:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
668   { build_zero_cst (type); })
670 /* PR71636: Transform x & ((1U << b) - 1) -> x & ~(~0U << b);  */
671 (simplify
672   (bit_and:c @0 (plus:s (lshift:s integer_onep @1) integer_minus_onep))
673   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
674     (bit_and @0 (bit_not (lshift { build_all_ones_cst (type); } @1)))))
676 (for bitop (bit_and bit_ior)
677      cmp (eq ne)
678  /* PR35691: Transform
679     (x == 0 & y == 0) -> (x | typeof(x)(y)) == 0.
680     (x != 0 | y != 0) -> (x | typeof(x)(y)) != 0.  */
681  (simplify
682   (bitop (cmp @0 integer_zerop@2) (cmp @1 integer_zerop))
683    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
684         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
685         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
686     (cmp (bit_ior @0 (convert @1)) @2)))
687  /* Transform:
688     (x == -1 & y == -1) -> (x & typeof(x)(y)) == -1.
689     (x != -1 | y != -1) -> (x & typeof(x)(y)) != -1.  */
690  (simplify
691   (bitop (cmp @0 integer_all_onesp@2) (cmp @1 integer_all_onesp))
692    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
693         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
694         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
695     (cmp (bit_and @0 (convert @1)) @2))))
697 /* Fold (A & ~B) - (A & B) into (A ^ B) - B.  */
698 (simplify
699  (minus (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_and:cs @0 @1))
700   (minus (bit_xor @0 @1) @1))
701 (simplify
702  (minus (bit_and:s @0 INTEGER_CST@2) (bit_and:s @0 INTEGER_CST@1))
703  (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
704   (minus (bit_xor @0 @1) @1)))
706 /* Fold (A & B) - (A & ~B) into B - (A ^ B).  */
707 (simplify
708  (minus (bit_and:cs @0 @1) (bit_and:cs @0 (bit_not @1)))
709   (minus @1 (bit_xor @0 @1)))
711 /* Simplify (X & ~Y) |^+ (~X & Y) -> X ^ Y.  */
712 (for op (bit_ior bit_xor plus)
713  (simplify
714   (op (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_and:c (bit_not @0) @1))
715    (bit_xor @0 @1))
716  (simplify
717   (op:c (bit_and @0 INTEGER_CST@2) (bit_and (bit_not @0) INTEGER_CST@1))
718   (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
719    (bit_xor @0 @1))))
721 /* PR53979: Transform ((a ^ b) | a) -> (a | b) */
722 (simplify
723   (bit_ior:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
724   (bit_ior @0 @1))
726 /* (a & ~b) | (a ^ b)  -->  a ^ b  */
727 (simplify
728  (bit_ior:c (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_xor:c@2 @0 @1))
729  @2)
731 /* (a & ~b) ^ ~a  -->  ~(a & b)  */
732 (simplify
733  (bit_xor:c (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_not @0))
734  (bit_not (bit_and @0 @1)))
736 /* (a | b) & ~(a ^ b)  -->  a & b  */
737 (simplify
738  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_xor:c @0 @1)))
739  (bit_and @0 @1))
741 /* a | ~(a ^ b)  -->  a | ~b  */
742 (simplify
743  (bit_ior:c @0 (bit_not:s (bit_xor:c @0 @1)))
744  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
746 /* (a | b) | (a &^ b)  -->  a | b  */
747 (for op (bit_and bit_xor)
748  (simplify
749   (bit_ior:c (bit_ior@2 @0 @1) (op:c @0 @1))
750   @2))
752 /* (a & b) | ~(a ^ b)  -->  ~(a ^ b)  */
753 (simplify
754  (bit_ior:c (bit_and:c @0 @1) (bit_not@2 (bit_xor @0 @1)))
755  @2)
757 /* ~(~a & b)  -->  a | ~b  */
758 (simplify
759  (bit_not (bit_and:cs (bit_not @0) @1))
760  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
762 /* Simplify (~X & Y) to X ^ Y if we know that (X & ~Y) is 0.  */
763 #if GIMPLE
764 (simplify
765  (bit_and (bit_not SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
766  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
767       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
768   (bit_xor @0 @1)))
769 #endif
771 /* X % Y is smaller than Y.  */
772 (for cmp (lt ge)
773  (simplify
774   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
775   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
776    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
777 (for cmp (gt le)
778  (simplify
779   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
780   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
781    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
783 /* x | ~0 -> ~0  */
784 (simplify
785  (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
786  @1)
788 /* x | 0 -> x  */
789 (simplify
790  (bit_ior @0 integer_zerop)
791  @0)
793 /* x & 0 -> 0  */
794 (simplify
795  (bit_and @0 integer_zerop@1)
796  @1)
798 /* ~x | x -> -1 */
799 /* ~x ^ x -> -1 */
800 /* ~x + x -> -1 */
801 (for op (bit_ior bit_xor plus)
802  (simplify
803   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
804   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
806 /* x ^ x -> 0 */
807 (simplify
808   (bit_xor @0 @0)
809   { build_zero_cst (type); })
811 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
812 (simplify
813   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
814   (bit_not @0))
816 /* x & ~0 -> x  */
817 (simplify
818  (bit_and @0 integer_all_onesp)
819   (non_lvalue @0))
821 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
822 (for bitop (bit_and bit_ior)
823  (simplify
824   (bitop @0 @0)
825   (non_lvalue @0)))
827 /* x & C -> x if we know that x & ~C == 0.  */
828 #if GIMPLE
829 (simplify
830  (bit_and SSA_NAME@0 INTEGER_CST@1)
831  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
832       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
833   @0))
834 #endif
836 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
837 (simplify
838  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
839  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
841 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
842 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
843 (for bitop (bit_and bit_ior)
844  (simplify
845   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
846   (bitop @0 (bit_not @1))))
848 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
849 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
850 (for bitop (bit_and bit_ior)
851      rbitop (bit_ior bit_and)
852  (simplify
853   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
854   (bitop @1 @2)))
856 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
857 (simplify
858  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
859  (bit_xor @0 @1))
861 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
862 (simplify
863  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
864  (bit_and @0 @1))
866 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
867 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
868 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
869 (for op (plus bit_ior bit_xor)
870  (simplify
871   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
872   (bit_ior @0 @1)))
874 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
875 (simplify
876  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
877  (plus @0 @1))
879 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
880 (simplify
881  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
882  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
883       && !TYPE_SATURATING (type))
884   (bit_and @0 @1)))
886 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
887 (simplify
888  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
889  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
890       && !TYPE_SATURATING (type))
891   (bit_ior @0 @1)))
893 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
894 (simplify
895  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
896  (bit_and @0 @1))
898 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
899 (simplify
900  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
901  (bit_xor @0 @1))
903 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
904 (simplify
905  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
906  (bit_xor @0 @1))
908 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
909 (simplify
910  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
911  (bit_and @0 @1))
913 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
914    ~x | ~y -> ~(x & y) */
915 (for op (bit_and bit_ior)
916      rop (bit_ior bit_and)
917  (simplify
918   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
919   (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
920        && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
921    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
923 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
924    with a constant, and the two constants have no bits in common,
925    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
926    simplifications.  */
927 (for op (bit_xor plus)
928  (simplify
929   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
930       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
931   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
932        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
933        && (wi::to_wide (@1) & wi::to_wide (@3)) == 0)
934    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
936 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
937 (simplify
938  (bit_xor:c (convert1? (bit_ior:c @@0 @1)) (convert2? @0))
939  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
940   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
942 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
943 (simplify
944  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
945  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
946       && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
947   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
949 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
950 (simplify
951  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
952  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
953   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
955 /* Fold (X & Y) ^ Y and (X ^ Y) & Y as ~X & Y.  */
956 (for opo (bit_and bit_xor)
957      opi (bit_xor bit_and)
958  (simplify
959   (opo:c (opi:c @0 @1) @1) 
960   (bit_and (bit_not @0) @1)))
962 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
963    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
964    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
965    constants are involved.  For example, convert
966      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
967    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
968 (for op (bit_and bit_ior bit_xor)
969      rop (bit_ior bit_and bit_and)
970  (simplify
971   (op (convert? (rop:c @@0 @1)) (convert? (rop:c @0 @2)))
972   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
973        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
974    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
976 /* Some simple reassociation for bit operations, also handled in reassoc.  */
977 /* (X & Y) & Y -> X & Y
978    (X | Y) | Y -> X | Y  */
979 (for op (bit_and bit_ior)
980  (simplify
981   (op:c (convert1?@2 (op:c @0 @@1)) (convert2? @1))
982   @2))
983 /* (X ^ Y) ^ Y -> X  */
984 (simplify
985  (bit_xor:c (convert1? (bit_xor:c @0 @@1)) (convert2? @1))
986  (convert @0))
987 /* (X & Y) & (X & Z) -> (X & Y) & Z
988    (X | Y) | (X | Z) -> (X | Y) | Z  */
989 (for op (bit_and bit_ior)
990  (simplify
991   (op (convert1?@3 (op:c@4 @0 @1)) (convert2?@5 (op:c@6 @0 @2)))
992   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
993        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
994    (if (single_use (@5) && single_use (@6))
995     (op @3 (convert @2))
996     (if (single_use (@3) && single_use (@4))
997      (op (convert @1) @5))))))
998 /* (X ^ Y) ^ (X ^ Z) -> Y ^ Z  */
999 (simplify
1000  (bit_xor (convert1? (bit_xor:c @0 @1)) (convert2? (bit_xor:c @0 @2)))
1001  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1002       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1003   (bit_xor (convert @1) (convert @2))))
1005 (simplify
1006  (abs (abs@1 @0))
1007  @1)
1008 (simplify
1009  (abs (negate @0))
1010  (abs @0))
1011 (simplify
1012  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
1013  @0)
1015 /* A few cases of fold-const.c negate_expr_p predicate.  */
1016 (match negate_expr_p
1017  INTEGER_CST
1018  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1019        && TYPE_UNSIGNED (type))
1020       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1021           && may_negate_without_overflow_p (t)))))
1022 (match negate_expr_p
1023  FIXED_CST)
1024 (match negate_expr_p
1025  (negate @0)
1026  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))))
1027 (match negate_expr_p
1028  REAL_CST
1029  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (t)))))
1030 /* VECTOR_CST handling of non-wrapping types would recurse in unsupported
1031    ways.  */
1032 (match negate_expr_p
1033  VECTOR_CST
1034  (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (type)) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))))
1035 (match negate_expr_p
1036  (minus @0 @1)
1037  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1038       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1039           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1040           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))))
1042 /* (-A) * (-B) -> A * B  */
1043 (simplify
1044  (mult:c (convert1? (negate @0)) (convert2? negate_expr_p@1))
1045   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1046        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1047    (mult (convert @0) (convert (negate @1)))))
1049 /* -(A + B) -> (-B) - A.  */
1050 (simplify
1051  (negate (plus:c @0 negate_expr_p@1))
1052  (if (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (element_mode (type))
1053       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (element_mode (type)))
1054   (minus (negate @1) @0)))
1056 /* -(A - B) -> B - A.  */
1057 (simplify
1058  (negate (minus @0 @1))
1059  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1060       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1061           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1062           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))
1063   (minus @1 @0)))
1064 (simplify
1065  (negate (pointer_diff @0 @1))
1066  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
1067   (pointer_diff @1 @0)))
1069 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  */
1070 (simplify
1071  (minus @0 negate_expr_p@1)
1072  (if (!FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1073  (plus @0 (negate @1))))
1075 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
1076    when profitable.
1077    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
1078    binary operation result instead of to the operands.  This allows
1079    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
1080    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
1081 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1082  (simplify
1083   (bitop (convert @0) (convert? @1))
1084   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1085          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1086          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
1087         || types_match (@0, @1))
1088        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
1089           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
1090           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
1091           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
1092           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
1093        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
1094        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
1095               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
1096            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
1097            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
1098               mode.  */
1099            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
1100            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
1101               of its mode.  */
1102            || !type_has_mode_precision_p (type)))
1103    (convert (bitop @0 (convert @1))))))
1105 (for bitop (bit_and bit_ior)
1106      rbitop (bit_ior bit_and)
1107   /* (x | y) & x -> x */
1108   /* (x & y) | x -> x */
1109  (simplify
1110   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
1111   @0)
1112  /* (~x | y) & x -> x & y */
1113  /* (~x & y) | x -> x | y */
1114  (simplify
1115   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
1116   (bitop @0 @1)))
1118 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
1119 (simplify
1120   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1121   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
1123 /* Combine successive equal operations with constants.  */
1124 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1125  (simplify
1126   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1127   (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1128    /* This is the canonical form regardless of whether (bitop @1 @2) can be
1129       folded to a constant.  */
1130    (bitop @0 (bitop @1 @2))
1131    /* In this case we have three constants and (bitop @0 @1) doesn't fold
1132       to a constant.  This can happen if @0 or @1 is a POLY_INT_CST and if
1133       the values involved are such that the operation can't be decided at
1134       compile time.  Try folding one of @0 or @1 with @2 to see whether
1135       that combination can be decided at compile time.
1137       Keep the existing form if both folds fail, to avoid endless
1138       oscillation.  */
1139    (with { tree cst1 = const_binop (bitop, type, @0, @2); }
1140     (if (cst1)
1141      (bitop @1 { cst1; })
1142      (with { tree cst2 = const_binop (bitop, type, @1, @2); }
1143       (if (cst2)
1144        (bitop @0 { cst2; }))))))))
1146 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
1147    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
1148 (match truth_valued_p
1149  @0
1150  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
1151 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
1152  (match truth_valued_p
1153   (op @0 @1)))
1154 (match truth_valued_p
1155   (truth_not @0))
1157 (match (logical_inverted_value @0)
1158  (truth_not @0))
1159 (match (logical_inverted_value @0)
1160  (bit_not truth_valued_p@0))
1161 (match (logical_inverted_value @0)
1162  (eq @0 integer_zerop))
1163 (match (logical_inverted_value @0)
1164  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
1165 (match (logical_inverted_value @0)
1166  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
1168 /* X & !X -> 0.  */
1169 (simplify
1170  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
1171  { build_zero_cst (type); })
1172 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
1173 (for op (bit_ior bit_xor)
1174  (simplify
1175   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1176   { constant_boolean_node (true, type); }))
1177 /* X ==/!= !X is false/true.  */
1178 (for op (eq ne)
1179  (simplify
1180   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1181   { constant_boolean_node (op == NE_EXPR ? true : false, type); }))
1183 /* ~~x -> x */
1184 (simplify
1185   (bit_not (bit_not @0))
1186   @0)
1188 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
1189 (simplify
1190  (bit_not (convert? (negate @0)))
1191  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1192       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1193   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1195 /* Convert - (~A) to A + 1.  */
1196 (simplify
1197  (negate (nop_convert (bit_not @0)))
1198  (plus (view_convert @0) { build_each_one_cst (type); }))
1200 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
1201 (simplify
1202  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
1203  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1204       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1205   (convert (negate @0))))
1206 (simplify
1207  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
1208  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1209       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1210   (convert (negate @0))))
1212 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
1213 (simplify
1214  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
1215  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1216   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
1217 (simplify
1218  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
1219  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1220   (convert (bit_xor @0 @1))))
1222 /* Otherwise prefer ~(X ^ Y) to ~X ^ Y as more canonical.  */
1223 (simplify
1224  (bit_xor:c (nop_convert:s (bit_not:s @0)) @1)
1225  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1226   (bit_not (bit_xor (view_convert @0) @1))))
1228 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
1229 (simplify
1230  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
1231  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
1233 /* Fold A - (A & B) into ~B & A.  */
1234 (simplify
1235  (minus (convert1? @0) (convert2?:s (bit_and:cs @@0 @1)))
1236  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1237       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1238   (convert (bit_and (bit_not @1) @0))))
1240 /* (m1 CMP m2) * d -> (m1 CMP m2) ? d : 0  */
1241 (for cmp (gt lt ge le)
1242 (simplify
1243  (mult (convert (cmp @0 @1)) @2)
1244   (cond (cmp @0 @1) @2 { build_zero_cst (type); })))
1246 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1247    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1248 (for cmp (eq ne)
1249  (simplify
1250   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1251   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1252        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1253        && tree_expr_nonzero_p (@1))
1254    (cmp @0 @2))))
1256 /* For integral types with wrapping overflow and C odd fold
1257    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1258 (for cmp (eq ne)
1259  (simplify
1260   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) (mult @2 @1))
1261   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1262        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
1263        && (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1) != 0)
1264    (cmp @0 @2))))
1266 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1267    x * C RELOP y * C into:
1269    x RELOP y for nonnegative C
1270    y RELOP x for negative C  */
1271 (for cmp (lt gt le ge)
1272  (simplify
1273   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1274   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1275        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1276    (if (tree_expr_nonnegative_p (@1) && tree_expr_nonzero_p (@1))
1277     (cmp @0 @2)
1278    (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1279         && wi::neg_p (wi::to_wide (@1), TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
1280     (cmp @2 @0))))))
1282 /* (X - 1U) <= INT_MAX-1U into (int) X > 0.  */
1283 (for cmp (le gt)
1284      icmp (gt le)
1285  (simplify
1286   (cmp (plus @0 integer_minus_onep@1) INTEGER_CST@2)
1287    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1288         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1289         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > 1
1290         && (wi::to_wide (@2)
1291             == wi::max_value (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)), SIGNED) - 1))
1292     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1293      (icmp (convert:stype @0) { build_int_cst (stype, 0); })))))
1295 /* X / 4 < Y / 4 iff X < Y when the division is known to be exact.  */
1296 (for cmp (simple_comparison)
1297  (simplify
1298   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@2) (exact_div @1 @2))
1299   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1300    (cmp @0 @1))))
1302 /* X / C1 op C2 into a simple range test.  */
1303 (for cmp (simple_comparison)
1304  (simplify
1305   (cmp (trunc_div:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
1306   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1307        && integer_nonzerop (@1)
1308        && !TREE_OVERFLOW (@1)
1309        && !TREE_OVERFLOW (@2))
1310    (with { tree lo, hi; bool neg_overflow;
1311            enum tree_code code = fold_div_compare (cmp, @1, @2, &lo, &hi,
1312                                                    &neg_overflow); }
1313     (switch
1314      (if (code == LT_EXPR || code == GE_EXPR)
1315        (if (TREE_OVERFLOW (lo))
1316         { build_int_cst (type, (code == LT_EXPR) ^ neg_overflow); }
1317         (if (code == LT_EXPR)
1318          (lt @0 { lo; })
1319          (ge @0 { lo; }))))
1320      (if (code == LE_EXPR || code == GT_EXPR)
1321        (if (TREE_OVERFLOW (hi))
1322         { build_int_cst (type, (code == LE_EXPR) ^ neg_overflow); }
1323         (if (code == LE_EXPR)
1324          (le @0 { hi; })
1325          (gt @0 { hi; }))))
1326      (if (!lo && !hi)
1327       { build_int_cst (type, code == NE_EXPR); })
1328      (if (code == EQ_EXPR && !hi)
1329       (ge @0 { lo; }))
1330      (if (code == EQ_EXPR && !lo)
1331       (le @0 { hi; }))
1332      (if (code == NE_EXPR && !hi)
1333       (lt @0 { lo; }))
1334      (if (code == NE_EXPR && !lo)
1335       (gt @0 { hi; }))
1336      (if (GENERIC)
1337       { build_range_check (UNKNOWN_LOCATION, type, @0, code == EQ_EXPR,
1338                            lo, hi); })
1339      (with
1340       {
1341         tree etype = range_check_type (TREE_TYPE (@0));
1342         if (etype)
1343           {
1344             if (! TYPE_UNSIGNED (etype))
1345               etype = unsigned_type_for (etype);
1346             hi = fold_convert (etype, hi);
1347             lo = fold_convert (etype, lo);
1348             hi = const_binop (MINUS_EXPR, etype, hi, lo);
1349           }
1350       }
1351       (if (etype && hi && !TREE_OVERFLOW (hi))
1352        (if (code == EQ_EXPR)
1353         (le (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })
1354         (gt (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })))))))))
1356 /* X + Z < Y + Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1357 (for op (lt le ge gt)
1358  (simplify
1359   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1360   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1361        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1362    (op @0 @1))))
1363 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1364 (for op (eq ne minus)
1365  (simplify
1366   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1367   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1368        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1369            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1370    (op @0 @1))))
1372 /* X - Z < Y - Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1373 (for op (lt le ge gt)
1374  (simplify
1375   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1376   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1377        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1378    (op @0 @1))))
1379 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1380 (for op (eq ne minus)
1381  (simplify
1382   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1383   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1384        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1385            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1386    (op @0 @1))))
1387 /* And for pointers...  */
1388 (for op (simple_comparison)
1389  (simplify
1390   (op (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1391   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1392    (op @0 @1))))
1393 (simplify
1394  (minus (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1395  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1396       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1397   (pointer_diff @0 @1)))
1399 /* Z - X < Z - Y is the same as Y < X when there is no overflow.  */
1400 (for op (lt le ge gt)
1401  (simplify
1402   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1403   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1404        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1405    (op @1 @0))))
1406 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1407 (for op (eq ne minus)
1408  (simplify
1409   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1410   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1411        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1412            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1413    (op @1 @0))))
1414 /* And for pointers...  */
1415 (for op (simple_comparison)
1416  (simplify
1417   (op (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1418   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1419    (op @1 @0))))
1420 (simplify
1421  (minus (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1422  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1423       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1424   (pointer_diff @1 @0)))
1426 /* X + Y < Y is the same as X < 0 when there is no overflow.  */
1427 (for op (lt le gt ge)
1428  (simplify
1429   (op:c (plus:c@2 @0 @1) @1)
1430   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1431        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1432        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || single_use (@2)))
1433    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1434 /* For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1435 (for op (eq ne)
1436  (simplify
1437   (op:c (nop_convert@3 (plus:c@2 @0 (convert1? @1))) (convert2? @1))
1438   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1439        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1440            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1441        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || (single_use (@2) && single_use (@3)))
1442        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@2))
1443        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1)))
1444    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1445  (simplify
1446   (op:c (nop_convert@3 (pointer_plus@2 (convert1? @0) @1)) (convert2? @0))
1447   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0))
1448        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
1449        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || (single_use (@2) && single_use (@3))))
1450    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1452 /* X - Y < X is the same as Y > 0 when there is no overflow.
1453    For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1454 (for op (simple_comparison)
1455  (simplify
1456   (op:c @0 (minus@2 @0 @1))
1457   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1458        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1459            || ((op == EQ_EXPR || op == NE_EXPR)
1460                && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1461        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || single_use (@2)))
1462    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1464 /* Transform:
1465  * (X / Y) == 0 -> X < Y if X, Y are unsigned.
1466  * (X / Y) != 0 -> X >= Y, if X, Y are unsigned.
1467  */
1468 (for cmp (eq ne)
1469      ocmp (lt ge)
1470  (simplify
1471   (cmp (trunc_div @0 @1) integer_zerop)
1472   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1473        && (VECTOR_TYPE_P (type) || !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
1474    (ocmp @0 @1))))
1476 /* X == C - X can never be true if C is odd.  */
1477 (for cmp (eq ne)
1478  (simplify
1479   (cmp:c (convert? @0) (convert1? (minus INTEGER_CST@1 (convert2? @0))))
1480   (if (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1)
1481    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1483 /* Arguments on which one can call get_nonzero_bits to get the bits
1484    possibly set.  */
1485 (match with_possible_nonzero_bits
1486  INTEGER_CST@0)
1487 (match with_possible_nonzero_bits
1488  SSA_NAME@0
1489  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))))
1490 /* Slightly extended version, do not make it recursive to keep it cheap.  */
1491 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1492  with_possible_nonzero_bits@0)
1493 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1494  (bit_and:c with_possible_nonzero_bits@0 @2))
1496 /* Same for bits that are known to be set, but we do not have
1497    an equivalent to get_nonzero_bits yet.  */
1498 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1499  INTEGER_CST@0)
1500 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1501  (bit_ior @1 INTEGER_CST@0))
1503 /* X == C (or X & Z == Y | C) is impossible if ~nonzero(X) & C != 0.  */
1504 (for cmp (eq ne)
1505  (simplify
1506   (cmp:c (with_possible_nonzero_bits2 @0) (with_certain_nonzero_bits2 @1))
1507   (if (wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), get_nonzero_bits (@0)) != 0)
1508    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1510 /* ((X inner_op C0) outer_op C1)
1511    With X being a tree where value_range has reasoned certain bits to always be
1512    zero throughout its computed value range,
1513    inner_op = {|,^}, outer_op = {|,^} and inner_op != outer_op
1514    where zero_mask has 1's for all bits that are sure to be 0 in
1515    and 0's otherwise.
1516    if (inner_op == '^') C0 &= ~C1;
1517    if ((C0 & ~zero_mask) == 0) then emit (X outer_op (C0 outer_op C1)
1518    if ((C1 & ~zero_mask) == 0) then emit (X inner_op (C0 outer_op C1)
1520 (for inner_op (bit_ior bit_xor)
1521      outer_op (bit_xor bit_ior)
1522 (simplify
1523  (outer_op
1524   (inner_op:s @2 INTEGER_CST@0) INTEGER_CST@1)
1525  (with
1526   {
1527     bool fail = false;
1528     wide_int zero_mask_not;
1529     wide_int C0;
1530     wide_int cst_emit;
1532     if (TREE_CODE (@2) == SSA_NAME)
1533       zero_mask_not = get_nonzero_bits (@2);
1534     else
1535       fail = true;
1537     if (inner_op == BIT_XOR_EXPR)
1538       {
1539         C0 = wi::bit_and_not (wi::to_wide (@0), wi::to_wide (@1));
1540         cst_emit = C0 | wi::to_wide (@1);
1541       }
1542     else
1543       {
1544         C0 = wi::to_wide (@0);
1545         cst_emit = C0 ^ wi::to_wide (@1);
1546       }
1547   }
1548   (if (!fail && (C0 & zero_mask_not) == 0)
1549    (outer_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); })
1550    (if (!fail && (wi::to_wide (@1) & zero_mask_not) == 0)
1551     (inner_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); }))))))
1553 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
1554 (simplify
1555   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
1556   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
1558 /* Pattern match
1559      tem1 = (long) ptr1;
1560      tem2 = (long) ptr2;
1561      tem3 = tem2 - tem1;
1562      tem4 = (unsigned long) tem3;
1563      tem5 = ptr1 + tem4;
1564    and produce
1565      tem5 = ptr2;  */
1566 (simplify
1567   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
1568   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
1569   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
1570        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1571             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
1572    @1))
1573 (simplify
1574   (pointer_plus @0 (convert?@2 (pointer_diff@3 @1 @@0)))
1575   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
1576    (convert @1)))
1578 /* Pattern match
1579      tem = (sizetype) ptr;
1580      tem = tem & algn;
1581      tem = -tem;
1582      ... = ptr p+ tem;
1583    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
1584      ... = ptr & ~algn;  */
1585 (simplify
1586   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
1587   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), ~wi::to_wide (@1)); }
1588    (bit_and @0 { algn; })))
1590 /* Try folding difference of addresses.  */
1591 (simplify
1592  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
1593  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1594   (with { poly_int64 diff; }
1595    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1596     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1597 (simplify
1598  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
1599  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1600   (with { poly_int64 diff; }
1601    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1602     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1603 (simplify
1604  (pointer_diff (convert?@2 ADDR_EXPR@0) (convert?@3 @1))
1605  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
1606       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
1607   (with { poly_int64 diff; }
1608    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1609     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1610 (simplify
1611  (pointer_diff (convert?@2 @0) (convert?@3 ADDR_EXPR@1))
1612  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
1613       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
1614   (with { poly_int64 diff; }
1615    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
1616     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
1618 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
1619    be able to fold this expression using the object or function's
1620    alignment.  */
1621 (simplify
1622  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
1623  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1624       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1625   (with
1626    {
1627      unsigned int align;
1628      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
1629      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
1630    }
1631    (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), align / BITS_PER_UNIT))
1632     { wide_int_to_tree (type, (wi::to_wide (@1)
1633                                & (bitpos / BITS_PER_UNIT))); }))))
1636 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
1637 (if (!TYPE_SATURATING (type))
1639  /* Contract negates.  */
1640  /* A + (-B) -> A - B */
1641  (simplify
1642   (plus:c @0 (convert? (negate @1)))
1643   /* Apply STRIP_NOPS on the negate.  */
1644   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1645        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1646    (with
1647     {
1648      tree t1 = type;
1649      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1650          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
1651        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
1652     }
1653     (convert (minus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
1654  /* A - (-B) -> A + B */
1655  (simplify
1656   (minus @0 (convert? (negate @1)))
1657   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1658        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1659    (with
1660     {
1661      tree t1 = type;
1662      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1663          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
1664        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
1665     }
1666     (convert (plus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
1667  /* -(T)(-A) -> (T)A
1668     Sign-extension is ok except for INT_MIN, which thankfully cannot
1669     happen without overflow.  */
1670  (simplify
1671   (negate (convert (negate @1)))
1672   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1673        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
1674            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
1675                && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
1676        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1677        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
1678    (convert @1)))
1679  (simplify
1680   (negate (convert negate_expr_p@1))
1681   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
1682        && ((DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type)
1683             == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1684             && TYPE_PRECISION (type) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
1685            || !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)))
1686    (convert (negate @1))))
1687  (simplify
1688   (negate (nop_convert (negate @1)))
1689   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1690        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
1691    (view_convert @1)))
1693  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
1694     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
1695  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
1696       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1698   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
1699      irrespective of overflow issues.  */
1700   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
1701   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
1702   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
1703   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
1704   (simplify
1705     (minus (plus:c @0 @1) @0)
1706     @1)
1707   (simplify
1708     (minus (minus @0 @1) @0)
1709     (negate @1))
1710   (simplify
1711     (plus:c (minus @0 @1) @1)
1712     @0)
1713   (simplify
1714    (minus @0 (plus:c @0 @1))
1715    (negate @1))
1716   (simplify
1717    (minus @0 (minus @0 @1))
1718    @1)
1719   /* (A +- B) + (C - A)   -> C +- B */
1720   /* (A +  B) - (A - C)   -> B + C */
1721   /* More cases are handled with comparisons.  */
1722   (simplify
1723    (plus:c (plus:c @0 @1) (minus @2 @0))
1724    (plus @2 @1))
1725   (simplify
1726    (plus:c (minus @0 @1) (minus @2 @0))
1727    (minus @2 @1))
1728   (simplify
1729    (plus:c (pointer_diff @0 @1) (pointer_diff @2 @0))
1730    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1731         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0)))
1732     (pointer_diff @2 @1)))
1733   (simplify
1734    (minus (plus:c @0 @1) (minus @0 @2))
1735    (plus @1 @2))
1737   /* (A +- CST1) +- CST2 -> A + CST3
1738      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
1739      scalars.  */
1740   (for outer_op (plus minus)
1741    (for inner_op (plus minus)
1742         neg_inner_op (minus plus)
1743     (simplify
1744      (outer_op (nop_convert (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1))
1745                CONSTANT_CLASS_P@2)
1746      /* If one of the types wraps, use that one.  */
1747      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1748       /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
1749          forever if something doesn't simplify into a constant.  */
1750       (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1751        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
1752         (plus (view_convert @0) (inner_op @2 (view_convert @1)))
1753         (minus (view_convert @0) (neg_inner_op @2 (view_convert @1)))))
1754       (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1755            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1756        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
1757         (view_convert (plus @0 (inner_op (view_convert @2) @1)))
1758         (view_convert (minus @0 (neg_inner_op (view_convert @2) @1))))
1759        /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
1760           directly as we would introduce undefined overflow, for example
1761           with (a - 1) + INT_MIN.  */
1762        (if (types_match (type, @0))
1763         (with { tree cst = const_binop (outer_op == inner_op
1764                                         ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR,
1765                                         type, @1, @2); }
1766          (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1767           (inner_op @0 { cst; } )
1768           /* X+INT_MAX+1 is X-INT_MIN.  */
1769           (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && cst
1770                && wi::to_wide (cst) == wi::min_value (type))
1771            (neg_inner_op @0 { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (cst)); })
1772            /* Last resort, use some unsigned type.  */
1773            (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1774             (view_convert (inner_op
1775                            (view_convert:utype @0)
1776                            (view_convert:utype
1777                             { drop_tree_overflow (cst); })))))))))))))
1779   /* (CST1 - A) +- CST2 -> CST3 - A  */
1780   (for outer_op (plus minus)
1781    (simplify
1782     (outer_op (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0) CONSTANT_CLASS_P@2)
1783     (with { tree cst = const_binop (outer_op, type, @1, @2); }
1784      (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1785       (minus { cst; } @0)))))
1787   /* CST1 - (CST2 - A) -> CST3 + A  */
1788   (simplify
1789    (minus CONSTANT_CLASS_P@1 (minus CONSTANT_CLASS_P@2 @0))
1790    (with { tree cst = const_binop (MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
1791     (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
1792      (plus { cst; } @0))))
1794   /* ~A + A -> -1 */
1795   (simplify
1796    (plus:c (bit_not @0) @0)
1797    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
1798     { build_all_ones_cst (type); }))
1800   /* ~A + 1 -> -A */
1801   (simplify
1802    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
1803    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1804     (negate (convert @0))))
1806   /* -A - 1 -> ~A */
1807   (simplify
1808    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
1809    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1810         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1811     (bit_not (convert @0))))
1813   /* -1 - A -> ~A */
1814   (simplify
1815    (minus integer_all_onesp @0)
1816    (bit_not @0))
1818   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
1819   (simplify
1820    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
1821     (convert? @0))
1822    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1823         /* For integer types, if A has a smaller type
1824            than T the result depends on the possible
1825            overflow in P + A.
1826            E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1827            However, if an overflow in P + A would cause
1828            undefined behavior, we can assume that there
1829            is no overflow.  */
1830         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1831             && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
1832     (convert @1)))
1833   (simplify
1834    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
1835     (convert @0))
1836    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1837         /* For pointer types, if the conversion of A to the
1838            final type requires a sign- or zero-extension,
1839            then we have to punt - it is not defined which
1840            one is correct.  */
1841         || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1842             && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1843             && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
1844     (convert @1)))
1845    (simplify
1846     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) @0)
1847     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
1848        thus sign-extended if necessary.  */
1849     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
1850      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
1851         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
1852         we don't want to diagnose overflow here.  */
1853      (convert (view_convert:stype @1))))
1855   /* (T)P - (T)(P + A) -> -(T) A */
1856   (simplify
1857    (minus (convert? @0)
1858     (convert (plus:c @@0 @1)))
1859    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1860         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1861         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1862     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1863      (convert (negate (convert:utype @1))))
1864     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1865          /* For integer types, if A has a smaller type
1866             than T the result depends on the possible
1867             overflow in P + A.
1868             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1869             However, if an overflow in P + A would cause
1870             undefined behavior, we can assume that there
1871             is no overflow.  */
1872          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1873              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
1874      (negate (convert @1)))))
1875   (simplify
1876    (minus (convert @0)
1877     (convert (pointer_plus @@0 @1)))
1878    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1879         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1880         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1881     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1882      (convert (negate (convert:utype @1))))
1883     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1884          /* For pointer types, if the conversion of A to the
1885             final type requires a sign- or zero-extension,
1886             then we have to punt - it is not defined which
1887             one is correct.  */
1888          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1889              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1890              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
1891      (negate (convert @1)))))
1892    (simplify
1893     (pointer_diff @0 (pointer_plus @@0 @1))
1894     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
1895        thus sign-extended if necessary.  */
1896     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
1897      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
1898         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
1899         we don't want to diagnose overflow here.  */
1900      (negate (convert (view_convert:stype @1)))))
1902   /* (T)(P + A) - (T)(P + B) -> (T)A - (T)B */
1903   (simplify
1904    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
1905     (convert (plus:c @0 @2)))
1906    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1907         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1908         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1909         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2)))
1910     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1911      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
1912     (if (((element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1913           == (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2))))
1914          && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1915              /* For integer types, if A has a smaller type
1916                 than T the result depends on the possible
1917                 overflow in P + A.
1918                 E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
1919                 However, if an overflow in P + A would cause
1920                 undefined behavior, we can assume that there
1921                 is no overflow.  */
1922              || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1923                  && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
1924                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))
1925                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@2)))))
1926      (minus (convert @1) (convert @2)))))
1927   (simplify
1928    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
1929     (convert (pointer_plus @0 @2)))
1930    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1931         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
1932         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1933     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
1934      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
1935     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
1936          /* For pointer types, if the conversion of A to the
1937             final type requires a sign- or zero-extension,
1938             then we have to punt - it is not defined which
1939             one is correct.  */
1940          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1941              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1942              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0
1943              && TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST
1944              && tree_int_cst_sign_bit (@2) == 0))
1945      (minus (convert @1) (convert @2)))))
1946    (simplify
1947     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) (pointer_plus @0 @2))
1948     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
1949        thus sign-extended if necessary.  */
1950     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
1951      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
1952         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
1953         we don't want to diagnose overflow here.  */
1954      (minus (convert (view_convert:stype @1))
1955             (convert (view_convert:stype @2)))))))
1957 /* (A * C) +- (B * C) -> (A+-B) * C and (A * C) +- A -> A * (C+-1).
1958     Modeled after fold_plusminus_mult_expr.  */
1959 (if (!TYPE_SATURATING (type)
1960      && (!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math))
1961  (for plusminus (plus minus)
1962   (simplify
1963    (plusminus (mult:cs@3 @0 @1) (mult:cs@4 @0 @2))
1964    (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
1965          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
1966          || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1967              && tree_expr_nonzero_p (@0)
1968              && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
1969         /* If @1 +- @2 is constant require a hard single-use on either
1970            original operand (but not on both).  */
1971         && (single_use (@3) || single_use (@4)))
1972     (mult (plusminus @1 @2) @0)))
1973   /* We cannot generate constant 1 for fract.  */
1974   (if (!ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
1975    (simplify
1976     (plusminus @0 (mult:c@3 @0 @2))
1977     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
1978           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
1979           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1980               && tree_expr_nonzero_p (@0)
1981               && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
1982          && single_use (@3))
1983      (mult (plusminus { build_one_cst (type); } @2) @0)))
1984    (simplify
1985     (plusminus (mult:c@3 @0 @2) @0)
1986     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
1987           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
1988           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1989               && tree_expr_nonzero_p (@0)
1990               && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
1991          && single_use (@3))
1992      (mult (plusminus @2 { build_one_cst (type); }) @0))))))
1994 /* Simplifications of MIN_EXPR, MAX_EXPR, fmin() and fmax().  */
1996 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
1997  (simplify
1998   (minmax @0 @0)
1999   @0))
2000 /* min(max(x,y),y) -> y.  */
2001 (simplify
2002  (min:c (max:c @0 @1) @1)
2003  @1)
2004 /* max(min(x,y),y) -> y.  */
2005 (simplify
2006  (max:c (min:c @0 @1) @1)
2007  @1)
2008 /* max(a,-a) -> abs(a).  */
2009 (simplify
2010  (max:c @0 (negate @0))
2011  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2012       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2013           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2014   (abs @0)))
2015 /* min(a,-a) -> -abs(a).  */
2016 (simplify
2017  (min:c @0 (negate @0))
2018  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2019       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2020           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2021   (negate (abs @0))))
2022 (simplify
2023  (min @0 @1)
2024  (switch
2025   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2026        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2027        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2028    @1)
2029   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2030        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2031        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2032    @0)))
2033 (simplify
2034  (max @0 @1)
2035  (switch
2036   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2037        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2038        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2039    @1)
2040   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2041        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2042        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2043    @0)))
2045 /* max (a, a + CST) -> a + CST where CST is positive.  */
2046 /* max (a, a + CST) -> a where CST is negative.  */
2047 (simplify
2048  (max:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2049   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2050    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2051     @2
2052     @0)))
2054 /* min (a, a + CST) -> a where CST is positive.  */
2055 /* min (a, a + CST) -> a + CST where CST is negative. */
2056 (simplify
2057  (min:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2058   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2059    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2060     @0
2061     @2)))
2063 /* (convert (minmax ((convert (x) c)))) -> minmax (x c) if x is promoted
2064    and the outer convert demotes the expression back to x's type.  */
2065 (for minmax (min max)
2066  (simplify
2067   (convert (minmax@0 (convert @1) INTEGER_CST@2))
2068   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2069        && types_match (@1, type) && int_fits_type_p (@2, type)
2070        && TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIGN (type)
2071        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type))
2072    (minmax @1 (convert @2)))))
2074 (for minmax (FMIN_ALL FMAX_ALL)
2075  /* If either argument is NaN, return the other one.  Avoid the
2076     transformation if we get (and honor) a signalling NaN.  */
2077  (simplify
2078   (minmax:c @0 REAL_CST@1)
2079   (if (real_isnan (TREE_REAL_CST_PTR (@1))
2080        && (!HONOR_SNANS (@1) || !TREE_REAL_CST (@1).signalling))
2081    @0)))
2082 /* Convert fmin/fmax to MIN_EXPR/MAX_EXPR.  C99 requires these
2083    functions to return the numeric arg if the other one is NaN.
2084    MIN and MAX don't honor that, so only transform if -ffinite-math-only
2085    is set.  C99 doesn't require -0.0 to be handled, so we don't have to
2086    worry about it either.  */
2087 (if (flag_finite_math_only)
2088  (simplify
2089   (FMIN_ALL @0 @1)
2090   (min @0 @1))
2091  (simplify
2092   (FMAX_ALL @0 @1)
2093   (max @0 @1)))
2094 /* min (-A, -B) -> -max (A, B)  */
2095 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
2096      maxmin (max min FMAX_ALL FMIN_ALL)
2097  (simplify
2098   (minmax (negate:s@2 @0) (negate:s@3 @1))
2099   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2100        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2101            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
2102    (negate (maxmin @0 @1)))))
2103 /* MIN (~X, ~Y) -> ~MAX (X, Y)
2104    MAX (~X, ~Y) -> ~MIN (X, Y)  */
2105 (for minmax (min max)
2106  maxmin (max min)
2107  (simplify
2108   (minmax (bit_not:s@2 @0) (bit_not:s@3 @1))
2109   (bit_not (maxmin @0 @1))))
2111 /* MIN (X, Y) == X -> X <= Y  */
2112 (for minmax (min min max max)
2113      cmp    (eq  ne  eq  ne )
2114      out    (le  gt  ge  lt )
2115  (simplify
2116   (cmp:c (minmax:c @0 @1) @0)
2117   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2118    (out @0 @1))))
2119 /* MIN (X, 5) == 0 -> X == 0
2120    MIN (X, 5) == 7 -> false  */
2121 (for cmp (eq ne)
2122  (simplify
2123   (cmp (min @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2124   (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2125                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2126    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2127    (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2128                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2129     (cmp @0 @2)))))
2130 (for cmp (eq ne)
2131  (simplify
2132   (cmp (max @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2133   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2134                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2135    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2136    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
2137                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
2138     (cmp @0 @2)))))
2139 /* MIN (X, C1) < C2 -> X < C2 || C1 < C2  */
2140 (for minmax (min     min     max     max     min     min     max     max    )
2141      cmp    (lt      le      gt      ge      gt      ge      lt      le     )
2142      comb   (bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior bit_and bit_and bit_and bit_and)
2143  (simplify
2144   (cmp (minmax @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2145   (comb (cmp @0 @2) (cmp @1 @2))))
2147 /* Simplifications of shift and rotates.  */
2149 (for rotate (lrotate rrotate)
2150  (simplify
2151   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
2152   @0))
2154 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
2155 (simplify
2156  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
2157  (if (!TYPE_UNSIGNED (type)
2158       && tree_expr_nonnegative_p (@1))
2159   @0))
2161 /* Optimize (x >> c) << c into x & (-1<<c).  */
2162 (simplify
2163  (lshift (rshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
2164  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type)))
2165   (bit_and @0 (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2167 /* Optimize (x << c) >> c into x & ((unsigned)-1 >> c) for unsigned
2168    types.  */
2169 (simplify
2170  (rshift (lshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
2171  (if (TYPE_UNSIGNED (type)
2172       && (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))))
2173   (bit_and @0 (rshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
2175 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
2176  (simplify
2177   (shiftrotate @0 integer_zerop)
2178   (non_lvalue @0))
2179  (simplify
2180   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
2181   @0)
2182  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
2183     if vector2 is uniform.  */
2184  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
2185   (simplify
2186    (shiftrotate @0 vec@1)
2187    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
2188     (if (tem)
2189      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
2191 /* Simplify X << Y where Y's low width bits are 0 to X, as only valid
2192    Y is 0.  Similarly for X >> Y.  */
2193 #if GIMPLE
2194 (for shift (lshift rshift)
2195  (simplify
2196   (shift @0 SSA_NAME@1)
2197    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2198     (with {
2199       int width = ceil_log2 (element_precision (TREE_TYPE (@0)));
2200       int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
2201      }
2202      (if ((get_nonzero_bits (@1) & wi::mask (width, false, prec)) == 0)
2203       @0)))))
2204 #endif
2206 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
2207    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
2208 (simplify
2209  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
2210  (rrotate @0 { const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
2211                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
2212                                            element_precision (type)), @1); }))
2214 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
2215 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
2216  (simplify
2217   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
2218   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
2219    (if (wi::ge_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
2220         && wi::lt_p (wi::to_wide (@1), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
2221         && wi::ge_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
2222         && wi::lt_p (wi::to_wide (@2), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
2223     (with { unsigned int low = (tree_to_uhwi (@1)
2224                                 + tree_to_uhwi (@2)); }
2225      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
2226         being well defined.  */
2227      (if (low >= prec)
2228       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
2229        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); })
2230        (if (TYPE_UNSIGNED (type) || op == LSHIFT_EXPR)
2231         { build_zero_cst (type); }
2232         (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); })))
2233       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); })))))))
2236 /* ((1 << A) & 1) != 0 -> A == 0
2237    ((1 << A) & 1) == 0 -> A != 0 */
2238 (for cmp (ne eq)
2239      icmp (eq ne)
2240  (simplify
2241   (cmp (bit_and (lshift integer_onep @0) integer_onep) integer_zerop)
2242   (icmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
2244 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
2245    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
2246    if CST2 != 0.  */
2247 (for cmp (ne eq)
2248  (simplify
2249   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
2250   (with { int cand = wi::ctz (wi::to_wide (@2)) - wi::ctz (wi::to_wide (@0)); }
2251    (if (cand < 0
2252         || (!integer_zerop (@2)
2253             && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) != wi::to_wide (@2)))
2254     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
2255     (if (!integer_zerop (@2)
2256          && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) == wi::to_wide (@2))
2257      (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); }))))))
2259 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
2260         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
2261    if the new mask might be further optimized.  */
2262 (for shift (lshift rshift)
2263  (simplify
2264   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
2265            INTEGER_CST@2)
2266    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
2267         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
2268         && tree_fits_uhwi_p (@1)
2269         && tree_to_uhwi (@1) > 0
2270         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
2271     (with
2272      {
2273        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
2274        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
2275        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
2276        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
2277        unsigned int prec;
2279        if (shift == LSHIFT_EXPR)
2280          zerobits = ((HOST_WIDE_INT_1U << shiftc) - 1);
2281        else if (shift == RSHIFT_EXPR
2282                 && type_has_mode_precision_p (shift_type))
2283          {
2284            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
2285            tree arg00 = @0;
2286            /* See if more bits can be proven as zero because of
2287               zero extension.  */
2288            if (@3 != @0
2289                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
2290              {
2291                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
2292                if (type_has_mode_precision_p (inner_type)
2293                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
2294                  {
2295                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
2296                    /* See if we can shorten the right shift.  */
2297                    if (shiftc < prec)
2298                      shift_type = inner_type;
2299                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
2300                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
2301                       is all ones.  */
2302                  }
2303              }
2304            zerobits = HOST_WIDE_INT_M1U;
2305            if (shiftc < prec)
2306              {
2307                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
2308                zerobits <<= prec - shiftc;
2309              }
2310            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
2311               can contain actually sign bits, so no transformation is
2312               possible, unless MASK masks them all away.  In that
2313               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
2314            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
2315                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
2316              {
2317                if ((mask & zerobits) == 0)
2318                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
2319                else
2320                  zerobits = 0;
2321              }
2322          }
2323      }
2324      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
2325      (if ((mask & zerobits) == mask)
2326       { build_int_cst (type, 0); }
2327       (with { newmask = mask | zerobits; }
2328        (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
2329         (with
2330          {
2331            /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
2332               mode's mask.  */
2333            for (prec = BITS_PER_UNIT;
2334                 prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
2335              if (newmask == (HOST_WIDE_INT_1U << prec) - 1)
2336                break;
2337          }
2338          (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
2339               || newmask == HOST_WIDE_INT_M1U)
2340           (with
2341            { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
2342            (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
2343             (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
2344              (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; })
2345              (bit_and @4 { newmaskt; })))))))))))))
2347 /* Fold (X {&,^,|} C2) << C1 into (X << C1) {&,^,|} (C2 << C1)
2348    (X {&,^,|} C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
2349 (for shift (lshift rshift)
2350  (for bit_op (bit_and bit_xor bit_ior)
2351   (simplify
2352    (shift (convert?:s (bit_op:s @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
2353    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2354     (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
2355      (bit_op (shift (convert @0) @1) { mask; }))))))
2357 /* ~(~X >> Y) -> X >> Y (for arithmetic shift).  */
2358 (simplify
2359  (bit_not (convert1?:s (rshift:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
2360   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
2361        && (element_precision (TREE_TYPE (@0))
2362            <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2363            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))))
2364    (with
2365     { tree shift_type = TREE_TYPE (@0); }
2366      (convert (rshift (convert:shift_type @1) @2)))))
2368 /* ~(~X >>r Y) -> X >>r Y
2369    ~(~X <<r Y) -> X <<r Y */
2370 (for rotate (lrotate rrotate)
2371  (simplify
2372   (bit_not (convert1?:s (rotate:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
2373    (if ((element_precision (TREE_TYPE (@0))
2374          <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2375          || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
2376         && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
2377             || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
2378     (with
2379      { tree rotate_type = TREE_TYPE (@0); }
2380       (convert (rotate (convert:rotate_type @1) @2))))))
2382 /* Simplifications of conversions.  */
2384 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
2385 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
2386  (simplify
2387   (cvt @0)
2388   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2389        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
2390    @0)))
2392 /* Contract view-conversions.  */
2393 (simplify
2394   (view_convert (view_convert @0))
2395   (view_convert @0))
2397 /* For integral conversions with the same precision or pointer
2398    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
2399 (simplify
2400   (view_convert @0)
2401   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
2402        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2403        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
2404    (convert @0)))
2406 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size, or
2407    zero-extend while keeping the same size (for bool-to-char).  */
2408 (simplify
2409   (view_convert (convert@0 @1))
2410   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
2411        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
2412        && TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))
2413        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2414            || (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2415                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))))
2416    (view_convert @1)))
2418 /* Re-association barriers around constants and other re-association
2419    barriers can be removed.  */
2420 (simplify
2421  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
2422  @0)
2423 (simplify
2424  (paren (paren@1 @0))
2425  @1)
2427 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
2428 (for ocvt (convert float fix_trunc)
2429  (for icvt (convert float)
2430   (simplify
2431    (ocvt (icvt@1 @0))
2432    (with
2433     {
2434       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
2435       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
2436       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
2437       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
2438       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
2439       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
2440       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
2441       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
2442       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
2443       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
2444       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
2445       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
2446       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
2447       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
2448       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
2449       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
2450       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
2451       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
2452       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
2453       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
2454     }
2455    (switch
2456     /* In addition to the cases of two conversions in a row
2457        handled below, if we are converting something to its own
2458        type via an object of identical or wider precision, neither
2459        conversion is needed.  */
2460     (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
2461           || (GENERIC
2462               && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
2463          && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
2464              || (inter_float && final_float))
2465          && inter_prec >= final_prec)
2466      (ocvt @0))
2468     /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
2469        float or both integer, we don't need the middle conversion if the
2470        former is wider than the latter and doesn't change the signedness
2471        (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
2472        then we sometimes need the middle conversion.  */
2473     (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
2474          && (final_int || final_float)
2475          && inter_prec >= inside_prec
2476          && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp))
2477      (ocvt @0))
2479     /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
2480        replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
2481        final conversion does not change precision we can drop the
2482        intermediate conversion.  */
2483     (if (inside_int && inter_int && final_int
2484          && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
2485               && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
2486              || final_prec == inter_prec))
2487      (ocvt @0))
2489     /* Two conversions in a row are not needed unless:
2490         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
2491         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
2492         - the intermediate type is narrower than both initial and
2493           final, or
2494         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
2495           and the outermost type is wider than the intermediate, or
2496         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
2497           intermediate and final types differ, or
2498         - the final type is a pointer type and the precisions of the
2499           initial and intermediate types differ.  */
2500     (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
2501          && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
2502          && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
2503          && ! (inside_int && inter_int
2504                && inter_unsignedp != inside_unsignedp
2505                && inter_prec < final_prec)
2506          && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
2507              == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
2508          && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
2509          && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec))
2510      (ocvt @0))
2512     /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
2513        canonicalized as bitwise and of a mask.  */
2514     (if (GIMPLE /* PR70366: doing this in GENERIC breaks -Wconversion.  */
2515          && final_int && inter_int && inside_int
2516          && final_prec == inside_prec
2517          && final_prec > inter_prec
2518          && inter_unsignedp)
2519      (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
2520                               (inside_type,
2521                                wi::mask (inter_prec, false,
2522                                          TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
2524     /* If we are converting an integer to a floating-point that can
2525        represent it exactly and back to an integer, we can skip the
2526        floating-point conversion.  */
2527     (if (GIMPLE /* PR66211 */
2528          && inside_int && inter_float && final_int &&
2529          (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
2530          >= inside_prec - !inside_unsignedp)
2531      (convert @0)))))))
2533 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
2534    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
2535    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
2536 (simplify
2537   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
2538   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2539        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2540        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2541        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
2542                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
2543    (convert @0)))
2546 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
2547 (simplify
2548   (mult (convert1? (exact_div @0 @@1)) (convert2? @1))
2549   (convert @0))
2551 /* Canonicalization of binary operations.  */
2553 /* Convert X + -C into X - C.  */
2554 (simplify
2555  (plus @0 REAL_CST@1)
2556  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
2557   (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); }
2558    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
2559     (minus @0 { tem; })))))
2561 /* Convert x+x into x*2.  */
2562 (simplify
2563  (plus @0 @0)
2564  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
2565   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })
2566   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
2567    (mult @0 { build_int_cst (type, 2); }))))
2569 /* 0 - X  ->  -X.  */
2570 (simplify
2571  (minus integer_zerop @1)
2572  (negate @1))
2573 (simplify
2574  (pointer_diff integer_zerop @1)
2575  (negate (convert @1)))
2577 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
2578    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
2579    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
2580 (simplify
2581  (minus real_zerop@0 @1)
2582  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, 0))
2583   (negate @1)))
2585 /* Transform x * -1 into -x.  */
2586 (simplify
2587  (mult @0 integer_minus_onep)
2588  (negate @0))
2590 /* Reassociate (X * CST) * Y to (X * Y) * CST.  This does not introduce
2591    signed overflow for CST != 0 && CST != -1.  */
2592 (simplify
2593  (mult:c (mult:s@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
2594  (if (TREE_CODE (@2) != INTEGER_CST
2595       && single_use (@3)
2596       && !integer_zerop (@1) && !integer_minus_onep (@1))
2597   (mult (mult @0 @2) @1)))
2599 /* True if we can easily extract the real and imaginary parts of a complex
2600    number.  */
2601 (match compositional_complex
2602  (convert? (complex @0 @1)))
2604 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
2605 (simplify
2606  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
2607  @0)
2608 (simplify
2609  (realpart (complex @0 @1))
2610  @0)
2611 (simplify
2612  (imagpart (complex @0 @1))
2613  @1)
2615 /* Sometimes we only care about half of a complex expression.  */
2616 (simplify
2617  (realpart (convert?:s (conj:s @0)))
2618  (convert (realpart @0)))
2619 (simplify
2620  (imagpart (convert?:s (conj:s @0)))
2621  (convert (negate (imagpart @0))))
2622 (for part (realpart imagpart)
2623  (for op (plus minus)
2624   (simplify
2625    (part (convert?:s@2 (op:s @0 @1)))
2626    (convert (op (part @0) (part @1))))))
2627 (simplify
2628  (realpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
2629  (convert (COS @0)))
2630 (simplify
2631  (imagpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
2632  (convert (SIN @0)))
2634 /* conj(conj(x)) -> x  */
2635 (simplify
2636  (conj (convert? (conj @0)))
2637  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type))
2638   (convert @0)))
2640 /* conj({x,y}) -> {x,-y}  */
2641 (simplify
2642  (conj (convert?:s (complex:s @0 @1)))
2643  (with { tree itype = TREE_TYPE (type); }
2644   (complex (convert:itype @0) (negate (convert:itype @1)))))
2646 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
2647 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32 BUILT_IN_BSWAP64)
2648  (simplify
2649   (bswap (bswap @0))
2650   @0)
2651  (simplify
2652   (bswap (bit_not (bswap @0)))
2653   (bit_not @0))
2654  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
2655   (simplify
2656    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
2657    (bitop @0 (bswap @1)))))
2660 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
2662 /* Simplify constant conditions.
2663    Only optimize constant conditions when the selected branch
2664    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
2665    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
2666    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
2667    this one as we depend on doing this transform before possibly
2668    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
2669    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
2670    genmatch cannot handle.  */
2671 (simplify
2672  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
2673  (if (integer_zerop (@0))
2674   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)) || VOID_TYPE_P (type))
2675    @2)
2676   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || VOID_TYPE_P (type))
2677    @1)))
2678 (simplify
2679  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
2680  (if (integer_all_onesp (@0))
2681   @1
2682   (if (integer_zerop (@0))
2683    @2)))
2685 /* Simplification moved from fold_cond_expr_with_comparison.  It may also
2686    be extended.  */
2687 /* This pattern implements two kinds simplification:
2689    Case 1)
2690    (cond (cmp (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (minmax (x c)) if:
2691      1) Conversions are type widening from smaller type.
2692      2) Const c1 equals to c2 after canonicalizing comparison.
2693      3) Comparison has tree code LT, LE, GT or GE.
2694    This specific pattern is needed when (cmp (convert x) c) may not
2695    be simplified by comparison patterns because of multiple uses of
2696    x.  It also makes sense here because simplifying across multiple
2697    referred var is always benefitial for complicated cases.
2699    Case 2)
2700    (cond (eq (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (cond (eq x c1) c1 c2).  */
2701 (for cmp (lt le gt ge eq)
2702  (simplify
2703   (cond (cmp (convert1? @1) INTEGER_CST@3) (convert2? @1) INTEGER_CST@2)
2704   (with
2705    {
2706      tree from_type = TREE_TYPE (@1);
2707      tree c1_type = TREE_TYPE (@3), c2_type = TREE_TYPE (@2);
2708      enum tree_code code = ERROR_MARK;
2710      if (INTEGRAL_TYPE_P (from_type)
2711          && int_fits_type_p (@2, from_type)
2712          && (types_match (c1_type, from_type)
2713              || (TYPE_PRECISION (c1_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
2714                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
2715                      || TYPE_SIGN (c1_type) == TYPE_SIGN (from_type))))
2716          && (types_match (c2_type, from_type)
2717              || (TYPE_PRECISION (c2_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
2718                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
2719                      || TYPE_SIGN (c2_type) == TYPE_SIGN (from_type)))))
2720        {
2721          if (cmp != EQ_EXPR)
2722            {
2723              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) - 1))
2724                {
2725                  /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
2726                  if (cmp == LE_EXPR)
2727                    code = LT_EXPR;
2728                  /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
2729                  if (cmp == GT_EXPR)
2730                    code = GE_EXPR;
2731                }
2732              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) + 1))
2733                {
2734                  /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
2735                  if (cmp == LT_EXPR)
2736                    code = LE_EXPR;
2737                  /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
2738                  if (cmp == GE_EXPR)
2739                    code = GT_EXPR;
2740                }
2741              if (code != ERROR_MARK
2742                  || wi::to_widest (@2) == wi::to_widest (@3))
2743                {
2744                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
2745                    code = MIN_EXPR;
2746                  if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
2747                    code = MAX_EXPR;
2748                }
2749            }
2750          /* Can do A == C1 ? A : C2  ->  A == C1 ? C1 : C2?  */
2751          else if (int_fits_type_p (@3, from_type))
2752            code = EQ_EXPR;
2753        }
2754    }
2755    (if (code == MAX_EXPR)
2756     (convert (max @1 (convert @2)))
2757     (if (code == MIN_EXPR)
2758      (convert (min @1 (convert @2)))
2759      (if (code == EQ_EXPR)
2760       (convert (cond (eq @1 (convert @3))
2761                      (convert:from_type @3) (convert:from_type @2)))))))))
2763 /* (cond (cmp (convert? x) c1) (op x c2) c3) -> (op (minmax x c1) c2) if:
2765      1) OP is PLUS or MINUS.
2766      2) CMP is LT, LE, GT or GE.
2767      3) C3 == (C1 op C2), and computation doesn't have undefined behavior.
2769    This pattern also handles special cases like:
2771      A) Operand x is a unsigned to signed type conversion and c1 is
2772         integer zero.  In this case,
2773           (signed type)x  < 0  <=>  x  > MAX_VAL(signed type)
2774           (signed type)x >= 0  <=>  x <= MAX_VAL(signed type)
2775      B) Const c1 may not equal to (C3 op' C2).  In this case we also
2776         check equality for (c1+1) and (c1-1) by adjusting comparison
2777         code.
2779    TODO: Though signed type is handled by this pattern, it cannot be
2780    simplified at the moment because C standard requires additional
2781    type promotion.  In order to match&simplify it here, the IR needs
2782    to be cleaned up by other optimizers, i.e, VRP.  */
2783 (for op (plus minus)
2784  (for cmp (lt le gt ge)
2785   (simplify
2786    (cond (cmp (convert? @X) INTEGER_CST@1) (op @X INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
2787    (with { tree from_type = TREE_TYPE (@X), to_type = TREE_TYPE (@1); }
2788     (if (types_match (from_type, to_type)
2789          /* Check if it is special case A).  */
2790          || (TYPE_UNSIGNED (from_type)
2791              && !TYPE_UNSIGNED (to_type)
2792              && TYPE_PRECISION (from_type) == TYPE_PRECISION (to_type)
2793              && integer_zerop (@1)
2794              && (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)))
2795      (with
2796       {
2797         bool overflow = false;
2798         enum tree_code code, cmp_code = cmp;
2799         wide_int real_c1;
2800         wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
2801         wide_int c2 = wi::to_wide (@2);
2802         wide_int c3 = wi::to_wide (@3);
2803         signop sgn = TYPE_SIGN (from_type);
2805         /* Handle special case A), given x of unsigned type:
2806             ((signed type)x  < 0) <=> (x  > MAX_VAL(signed type))
2807             ((signed type)x >= 0) <=> (x <= MAX_VAL(signed type))  */
2808         if (!types_match (from_type, to_type))
2809           {
2810             if (cmp_code == LT_EXPR)
2811               cmp_code = GT_EXPR;
2812             if (cmp_code == GE_EXPR)
2813               cmp_code = LE_EXPR;
2814             c1 = wi::max_value (to_type);
2815           }
2816         /* To simplify this pattern, we require c3 = (c1 op c2).  Here we
2817            compute (c3 op' c2) and check if it equals to c1 with op' being
2818            the inverted operator of op.  Make sure overflow doesn't happen
2819            if it is undefined.  */
2820         if (op == PLUS_EXPR)
2821           real_c1 = wi::sub (c3, c2, sgn, &overflow);
2822         else
2823           real_c1 = wi::add (c3, c2, sgn, &overflow);
2825         code = cmp_code;
2826         if (!overflow || !TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (from_type))
2827           {
2828             /* Check if c1 equals to real_c1.  Boundary condition is handled
2829                by adjusting comparison operation if necessary.  */
2830             if (!wi::cmp (wi::sub (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
2831                 && !overflow)
2832               {
2833                 /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
2834                 if (cmp_code == LE_EXPR)
2835                   code = LT_EXPR;
2836                 /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
2837                 if (cmp_code == GT_EXPR)
2838                   code = GE_EXPR;
2839               }
2840             if (!wi::cmp (wi::add (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
2841                 && !overflow)
2842               {
2843                 /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
2844                 if (cmp_code == LT_EXPR)
2845                   code = LE_EXPR;
2846                 /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
2847                 if (cmp_code == GE_EXPR)
2848                   code = GT_EXPR;
2849               }
2850             if (code != cmp_code || !wi::cmp (real_c1, c1, sgn))
2851               {
2852                 if (cmp_code == LT_EXPR || cmp_code == LE_EXPR)
2853                   code = MIN_EXPR;
2854                 if (cmp_code == GT_EXPR || cmp_code == GE_EXPR)
2855                   code = MAX_EXPR;
2856               }
2857           }
2858       }
2859       (if (code == MAX_EXPR)
2860        (op (max @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
2861            { wide_int_to_tree (from_type, c2); })
2862        (if (code == MIN_EXPR)
2863         (op (min @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
2864             { wide_int_to_tree (from_type, c2); })))))))))
2866 (for cnd (cond vec_cond)
2867  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
2868  (simplify
2869   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
2870   (cnd @0 @1 @3))
2871  (simplify
2872   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
2873   (cnd @0 @1 @3))
2874  /* A ? B : (!A ? C : X) -> A ? B : C.  */
2875  /* ???  This matches embedded conditions open-coded because genmatch
2876     would generate matching code for conditions in separate stmts only.
2877     The following is still important to merge then and else arm cases
2878     from if-conversion.  */
2879  (simplify
2880   (cnd @0 @1 (cnd @2 @3 @4))
2881   (if (COMPARISON_CLASS_P (@0)
2882        && COMPARISON_CLASS_P (@2)
2883        && invert_tree_comparison
2884            (TREE_CODE (@0), HONOR_NANS (TREE_OPERAND (@0, 0))) == TREE_CODE (@2)
2885        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 0), TREE_OPERAND (@2, 0), 0)
2886        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 1), TREE_OPERAND (@2, 1), 0))
2887    (cnd @0 @1 @3)))
2888  (simplify
2889   (cnd @0 (cnd @1 @2 @3) @4)
2890   (if (COMPARISON_CLASS_P (@0)
2891        && COMPARISON_CLASS_P (@1)
2892        && invert_tree_comparison
2893            (TREE_CODE (@0), HONOR_NANS (TREE_OPERAND (@0, 0))) == TREE_CODE (@1)
2894        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 0), TREE_OPERAND (@1, 0), 0)
2895        && operand_equal_p (TREE_OPERAND (@0, 1), TREE_OPERAND (@1, 1), 0))
2896    (cnd @0 @3 @4)))
2898  /* A ? B : B -> B.  */
2899  (simplify
2900   (cnd @0 @1 @1)
2901   @1)
2903  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
2904  (simplify
2905   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
2906   (cnd @0 @2 @1)))
2908 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C ? -1 : 0), since vector comparisons
2909    return all -1 or all 0 results.  */
2910 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
2911    but that isn't necessarily a win on its own.  */
2912 (simplify
2913  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
2914  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
2915       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
2916                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
2917       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
2918           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
2919   (minus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
2921 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C ? -1 : 0).  */
2922 (simplify
2923  (minus @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
2924  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
2925       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
2926                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
2927       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
2928           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
2929   (plus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
2932 /* Simplifications of comparisons.  */
2934 /* See if we can reduce the magnitude of a constant involved in a
2935    comparison by changing the comparison code.  This is a canonicalization
2936    formerly done by maybe_canonicalize_comparison_1.  */
2937 (for cmp  (le gt)
2938      acmp (lt ge)
2939  (simplify
2940   (cmp @0 INTEGER_CST@1)
2941   (if (tree_int_cst_sgn (@1) == -1)
2942    (acmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) + 1); }))))
2943 (for cmp  (ge lt)
2944      acmp (gt le)
2945  (simplify
2946   (cmp @0 INTEGER_CST@1)
2947   (if (tree_int_cst_sgn (@1) == 1)
2948    (acmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) - 1); }))))
2951 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
2952    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
2953    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
2954    that with expression code iteration.  */
2955 (for cmp (tcc_comparison)
2956      icmp (inverted_tcc_comparison)
2957      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
2958  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
2959     and handle some more cases by using
2960       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
2961     here but for that genmatch would need to "inline" that.
2962     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
2963  (simplify
2964   (bit_not (cmp @0 @1))
2965   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
2966        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
2967    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
2968       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
2969       a computed operator in the replacement tree thus we have
2970       to play the trick below.  */
2971    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
2972              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
2973     (if (ic == icmp)
2974      (icmp @0 @1)
2975      (if (ic == ncmp)
2976       (ncmp @0 @1))))))
2977  (simplify
2978   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
2979   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
2980             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
2981    (if (ic == icmp)
2982     (icmp @0 @1)
2983     (if (ic == ncmp)
2984      (ncmp @0 @1))))))
2986 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
2987    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
2988    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
2989    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
2990    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
2991 (for cmp (eq ne)
2992  (for sub (minus pointer_diff)
2993   (simplify
2994    (cmp (sub@2 @0 @1) integer_zerop)
2995    (if (single_use (@2))
2996     (cmp @0 @1)))))
2998 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
2999    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
3000    often enough for folding it to be of value.  One example is in
3001    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
3002 (for cmp (simple_comparison)
3003      scmp (swapped_simple_comparison)
3004  (simplify
3005   (cmp (mult@3 @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
3006   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
3007   (if (integer_zerop (@1))
3008    (cmp @1 @2)
3009    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3010         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
3011         && single_use (@3))
3012     /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
3013     (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
3014      (scmp @0 @2)
3015      (cmp @0 @2))))))
3017 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
3018    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
3019 (for cmp (eq ge le)
3020  (simplify
3021   (cmp @0 @0)
3022   (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3023        || ! HONOR_NANS (@0))
3024    { constant_boolean_node (true, type); }
3025    (if (cmp != EQ_EXPR)
3026     (eq @0 @0)))))
3027 (for cmp (ne gt lt)
3028  (simplify
3029   (cmp @0 @0)
3030   (if (cmp != NE_EXPR
3031        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3032        || ! HONOR_NANS (@0))
3033    { constant_boolean_node (false, type); })))
3034 (for cmp (unle unge uneq)
3035  (simplify
3036   (cmp @0 @0)
3037   { constant_boolean_node (true, type); }))
3038 (for cmp (unlt ungt)
3039  (simplify
3040   (cmp @0 @0)
3041   (unordered @0 @0)))
3042 (simplify
3043  (ltgt @0 @0)
3044  (if (!flag_trapping_math)
3045   { constant_boolean_node (false, type); }))
3047 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
3048 (for cmp (simple_comparison)
3049  (simplify
3050   (cmp (bit_not@2 @0) (bit_not@3 @1))
3051   (if (single_use (@2) && single_use (@3))
3052    (cmp @1 @0))))
3054 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
3055 (for cmp (simple_comparison)
3056      scmp (swapped_simple_comparison)
3057  (simplify
3058   (cmp (bit_not@2 @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
3059   (if (single_use (@2)
3060        && (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST))
3061    (scmp @0 (bit_not @1)))))
3063 (for cmp (simple_comparison)
3064  /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
3065  (simplify
3066   (cmp (convert@2 @0) (convert? @1))
3067   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3068        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3069            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3070        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3071            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))))
3072    (with
3073     {
3074       tree type1 = TREE_TYPE (@1);
3075       if (TREE_CODE (@1) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
3076         {
3077           REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@1);
3078           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
3079               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
3080             type1 = float_type_node;
3081           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
3082               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
3083             type1 = double_type_node;
3084         }
3085       tree newtype
3086         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type1)
3087            ? TREE_TYPE (@0) : type1); 
3088     }
3089     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (newtype))
3090      (cmp (convert:newtype @0) (convert:newtype @1))))))
3092  (simplify
3093   (cmp @0 REAL_CST@1)
3094   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
3095   (switch
3096    /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
3097    (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
3098     (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
3099    /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
3100    (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
3101         && ! HONOR_SNANS (@1))
3102     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
3103    /* Fold comparisons against infinity.  */
3104    (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
3105         && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
3106     (with
3107      {
3108        REAL_VALUE_TYPE max;
3109        enum tree_code code = cmp;
3110        bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
3111        if (neg)
3112          code = swap_tree_comparison (code);
3113      }
3114      (switch
3115       /* x > +Inf is always false, if we ignore NaNs or exceptions.  */
3116       (if (code == GT_EXPR
3117            && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
3118        { constant_boolean_node (false, type); })
3119       (if (code == LE_EXPR)
3120        /* x <= +Inf is always true, if we don't care about NaNs.  */
3121        (if (! HONOR_NANS (@0))
3122         { constant_boolean_node (true, type); }
3123         /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. !isnan(x), but this loses
3124            an "invalid" exception.  */
3125         (if (!flag_trapping_math)
3126          (eq @0 @0))))
3127       /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX, but
3128          for == this introduces an exception for x a NaN.  */
3129       (if ((code == EQ_EXPR && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
3130            || code == GE_EXPR)
3131        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3132         (if (neg)
3133          (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3134          (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
3135       /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
3136       (if (code == LT_EXPR)
3137        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3138         (if (neg)
3139          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3140          (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
3141       /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX), but this introduces
3142          an exception for x a NaN so use an unordered comparison.  */
3143       (if (code == NE_EXPR)
3144        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
3145         (if (! HONOR_NANS (@0))
3146          (if (neg)
3147           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3148           (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
3149          (if (neg)
3150           (unge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
3151           (unle @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))))))))
3153  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
3154     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
3155     comparison with a revised real constant as long as no overflow
3156     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
3157  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
3158   (for op (plus minus)
3159    (simplify
3160     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
3161     (with
3162      {
3163        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
3164                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
3165      }
3166      (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3167       (cmp @0 { tem; }))))))
3169  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
3170     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
3171     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
3172     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
3173  (if (flag_associative_math)
3174   (simplify
3175    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
3176    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
3177     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3178      (cmp { tem; } @1)))))
3180  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
3181  (if (flag_unsafe_math_optimizations
3182       && ! flag_errno_math)
3183   (for sq (SQRT)
3184    (simplify
3185     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
3186     (switch
3187      (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
3188       (switch
3189        /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
3190        (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3191         { constant_boolean_node (false, type); })
3192        /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
3193           don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
3194        (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
3195         { constant_boolean_node (true, type); })
3196        /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
3197        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })))
3198      (if (real_equal (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
3199       (switch
3200        /* sqrt(x) < 0 is always false.  */
3201        (if (cmp == LT_EXPR)
3202         { constant_boolean_node (false, type); })
3203        /* sqrt(x) >= 0 is always true if we don't care about NaNs.  */
3204        (if (cmp == GE_EXPR && !HONOR_NANS (@0))
3205         { constant_boolean_node (true, type); })
3206        /* sqrt(x) <= 0 -> x == 0.  */
3207        (if (cmp == LE_EXPR)
3208         (eq @0 @1))
3209        /* Otherwise sqrt(x) cmp 0 -> x cmp 0.  Here cmp can be >=, >,
3210           == or !=.  In the last case:
3212             (sqrt(x) != 0) == (NaN != 0) == true == (x != 0)
3214           if x is negative or NaN.  Due to -funsafe-math-optimizations,
3215           the results for other x follow from natural arithmetic.  */
3216        (cmp @0 @1)))
3217      (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3218       (with
3219        {
3220          REAL_VALUE_TYPE c2;
3221          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
3222                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
3223          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
3224        }
3225        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
3226         /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
3227         (if (HONOR_INFINITIES (@0))
3228          (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
3229          { constant_boolean_node (false, type); })
3230         /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
3231         (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
3232      (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3233       (with
3234        {
3235          REAL_VALUE_TYPE c2;
3236          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
3237                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
3238          real_convert (&c2, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)), &c2);
3239        }
3240        (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
3241         (switch
3242          /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
3243             value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
3244          (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
3245           { constant_boolean_node (true, type); })
3246          /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
3247             don't care about NaNs.  */
3248          (if (! HONOR_NANS (@0))
3249           (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
3250          /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
3251             don't care about Infinities.  */
3252          (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
3253           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
3254          /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
3255          (if (GENERIC)
3256           (truth_andif
3257            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
3258            (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
3259         /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
3260         (if (! HONOR_NANS (@0))
3261          (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
3262          /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
3263          (if (GENERIC)
3264           (truth_andif
3265            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
3266            (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })))))))))
3267    /* Transform sqrt(x) cmp sqrt(y) -> x cmp y.  */
3268    (simplify
3269     (cmp (sq @0) (sq @1))
3270       (if (! HONOR_NANS (@0))
3271         (cmp @0 @1))))))
3273 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP CST.  */
3274 (for cmp  (lt le eq ne ge gt)
3275      icmp (le le eq ne ge ge)
3276  (simplify
3277   (cmp (float @0) REAL_CST@1)
3278    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
3279         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3280     (with
3281      {
3282        tree itype = TREE_TYPE (@0);
3283        signop isign = TYPE_SIGN (itype);
3284        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))));
3285        const REAL_VALUE_TYPE *cst = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
3286        /* Be careful to preserve any potential exceptions due to
3287           NaNs.  qNaNs are ok in == or != context.
3288           TODO: relax under -fno-trapping-math or
3289           -fno-signaling-nans.  */
3290        bool exception_p
3291          = real_isnan (cst) && (cst->signalling
3292                                 || (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR));
3293        /* INT?_MIN is power-of-two so it takes
3294           only one mantissa bit.  */
3295        bool signed_p = isign == SIGNED;
3296        bool itype_fits_ftype_p
3297          = TYPE_PRECISION (itype) - signed_p <= significand_size (fmt);
3298      }
3299      /* TODO: allow non-fitting itype and SNaNs when
3300         -fno-trapping-math.  */
3301      (if (itype_fits_ftype_p && ! exception_p)
3302       (with
3303        {
3304          REAL_VALUE_TYPE imin, imax;
3305          real_from_integer (&imin, fmt, wi::min_value (itype), isign);
3306          real_from_integer (&imax, fmt, wi::max_value (itype), isign);
3308          REAL_VALUE_TYPE icst;
3309          if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3310            real_ceil (&icst, fmt, cst);
3311          else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3312            real_floor (&icst, fmt, cst);
3313          else
3314            real_trunc (&icst, fmt, cst);
3316          bool cst_int_p = !real_isnan (cst) && real_identical (&icst, cst);
3318          bool overflow_p = false;
3319          wide_int icst_val
3320            = real_to_integer (&icst, &overflow_p, TYPE_PRECISION (itype));
3321        }
3322        (switch
3323         /* Optimize cases when CST is outside of ITYPE's range.  */
3324         (if (real_compare (LT_EXPR, cst, &imin))
3325          { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
3326                                   type); })
3327         (if (real_compare (GT_EXPR, cst, &imax))
3328          { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
3329                                   type); })
3330         /* Remove cast if CST is an integer representable by ITYPE.  */
3331         (if (cst_int_p)
3332          (cmp @0 { gcc_assert (!overflow_p);
3333                    wide_int_to_tree (itype, icst_val); })
3334         )
3335         /* When CST is fractional, optimize
3336             (FTYPE) N == CST -> 0
3337             (FTYPE) N != CST -> 1.  */
3338         (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
3339          { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }) 
3340         /* Otherwise replace with sensible integer constant.  */
3341         (with
3342          {
3343            gcc_checking_assert (!overflow_p);
3344          }
3345          (icmp @0 { wide_int_to_tree (itype, icst_val); })))))))))
3347 /* Fold A /[ex] B CMP C to A CMP B * C.  */
3348 (for cmp (eq ne)
3349  (simplify
3350   (cmp (exact_div @0 @1) INTEGER_CST@2)
3351   (if (!integer_zerop (@1))
3352    (if (wi::to_wide (@2) == 0)
3353     (cmp @0 @2)
3354     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
3355      (with
3356       {
3357         bool ovf;
3358         wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
3359                                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
3360       }
3361       (if (ovf)
3362        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3363        (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))))
3364 (for cmp (lt le gt ge)
3365  (simplify
3366   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3367   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
3368    (with
3369     {
3370       bool ovf;
3371       wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
3372                                TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
3373     }
3374     (if (ovf)
3375      { constant_boolean_node (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0,
3376                                         TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
3377                               != (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR), type); }
3378      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))
3380 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
3381 (simplify
3382  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
3383  (if (types_match (@0, @1))
3384   (unordered @0 @1)))
3385 (simplify
3386  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
3387  (if (types_match (@0, @1))
3388   (ordered @0 @1)))
3389 (simplify
3390  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
3391  @2)
3392 (simplify
3393  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
3394  @2)
3396 /* Simple range test simplifications.  */
3397 /* A < B || A >= B -> true.  */
3398 (for test1 (lt le le le ne ge)
3399      test2 (ge gt ge ne eq ne)
3400  (simplify
3401   (bit_ior:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
3402   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3403        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3404    { constant_boolean_node (true, type); })))
3405 /* A < B && A >= B -> false.  */
3406 (for test1 (lt lt lt le ne eq)
3407      test2 (ge gt eq gt eq gt)
3408  (simplify
3409   (bit_and:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
3410   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3411        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3412    { constant_boolean_node (false, type); })))
3414 /* A & (2**N - 1) <= 2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) == 0
3415    A & (2**N - 1) >  2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) != 0
3417    Note that comparisons
3418      A & (2**N - 1) <  2**K   -> A & (2**N - 2**K) == 0
3419      A & (2**N - 1) >= 2**K   -> A & (2**N - 2**K) != 0
3420    will be canonicalized to above so there's no need to
3421    consider them here.
3422  */
3424 (for cmp (le gt)
3425      eqcmp (eq ne)
3426  (simplify
3427   (cmp (bit_and@0 @1 INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
3428   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3429    (with
3430     {
3431      tree ty = TREE_TYPE (@0);
3432      unsigned prec = TYPE_PRECISION (ty);
3433      wide_int mask = wi::to_wide (@2, prec);
3434      wide_int rhs = wi::to_wide (@3, prec);
3435      signop sgn = TYPE_SIGN (ty);
3436     }
3437     (if ((mask & (mask + 1)) == 0 && wi::gt_p (rhs, 0, sgn)
3438          && (rhs & (rhs + 1)) == 0 && wi::ge_p (mask, rhs, sgn))
3439       (eqcmp (bit_and @1 { wide_int_to_tree (ty, mask - rhs); })
3440              { build_zero_cst (ty); }))))))
3442 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
3443 (for cmp (tcc_comparison)
3444      scmp (swapped_tcc_comparison)
3445  (simplify
3446   (cmp (negate @0) (negate @1))
3447   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3448        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3449            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
3450    (scmp @0 @1)))
3451  (simplify
3452   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
3453   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3454        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3455            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
3456    (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
3457     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
3458      (scmp @0 { tem; }))))))
3460 /* Convert ABS_EXPR<x> == 0 or ABS_EXPR<x> != 0 to x == 0 or x != 0.  */
3461 (for op (eq ne)
3462  (simplify
3463   (op (abs @0) zerop@1)
3464   (op @0 @1)))
3466 /* From fold_sign_changed_comparison and fold_widened_comparison.
3467    FIXME: the lack of symmetry is disturbing.  */
3468 (for cmp (simple_comparison)
3469  (simplify
3470   (cmp (convert@0 @00) (convert?@1 @10))
3471   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3472        /* Disable this optimization if we're casting a function pointer
3473           type on targets that require function pointer canonicalization.  */
3474        && !(targetm.have_canonicalize_funcptr_for_compare ()
3475             && TREE_CODE (TREE_TYPE (@00)) == POINTER_TYPE
3476             && TREE_CODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@00))) == FUNCTION_TYPE)
3477        && single_use (@0))
3478    (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3479         && (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
3480             || @1 != @10)
3481         && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3482             || cmp == NE_EXPR
3483             || cmp == EQ_EXPR)
3484         && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00)))
3485     /* ???  The special-casing of INTEGER_CST conversion was in the original
3486        code and here to avoid a spurious overflow flag on the resulting
3487        constant which fold_convert produces.  */
3488     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
3489      (cmp @00 { force_fit_type (TREE_TYPE (@00), wi::to_widest (@1), 0,
3490                                 TREE_OVERFLOW (@1)); })
3491      (cmp @00 (convert @1)))
3493     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)))
3494      /* If possible, express the comparison in the shorter mode.  */
3495      (if ((cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
3496            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
3497            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3498                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))))
3499           && (types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))
3500               || ((TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00))
3501                    >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@10)))
3502                   && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
3503                       == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@10))))
3504               || (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
3505                   && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
3506                   && int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))))
3507       (cmp @00 (convert @10))
3508       (if (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
3509            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
3510            && !int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))
3511        (with
3512         {
3513           tree min = lower_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
3514           tree max = upper_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
3515           bool above = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, max, @10));
3516           bool below = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, @10, min));
3517         }
3518         (if (above || below)
3519          (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
3520           { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); }
3521           (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
3522            { constant_boolean_node (above ? true : false, type); }
3523            (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
3524             { constant_boolean_node (above ? false : true, type); }))))))))))))
3526 (for cmp (eq ne)
3527  /* A local variable can never be pointed to by
3528     the default SSA name of an incoming parameter.
3529     SSA names are canonicalized to 2nd place.  */
3530  (simplify
3531   (cmp addr@0 SSA_NAME@1)
3532   (if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (@1)
3533        && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (@1)) == PARM_DECL)
3534    (with { tree base = get_base_address (TREE_OPERAND (@0, 0)); }
3535     (if (TREE_CODE (base) == VAR_DECL
3536          && auto_var_in_fn_p (base, current_function_decl))
3537      (if (cmp == NE_EXPR)
3538       { constant_boolean_node (true, type); }
3539       { constant_boolean_node (false, type); }))))))
3541 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
3542 (for cmp (eq ne)
3544  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
3545     Similarly for NE_EXPR.  */
3546  (simplify
3547   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
3548   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
3549        && wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2)) != 0)
3550    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
3552  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
3553  (simplify
3554   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
3555   (cmp @0 @1))
3557  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
3558     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
3559  (simplify
3560   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
3561   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
3563  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
3564  (simplify
3565   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
3566   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
3567    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2)))))
3569  (simplify
3570   (cmp (convert? addr@0) integer_zerop)
3571   (if (tree_single_nonzero_warnv_p (@0, NULL))
3572    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
3574 /* If we have (A & C) == C where C is a power of 2, convert this into
3575    (A & C) != 0.  Similarly for NE_EXPR.  */
3576 (for cmp (eq ne)
3577      icmp (ne eq)
3578  (simplify
3579   (cmp (bit_and@2 @0 integer_pow2p@1) @1)
3580   (icmp @2 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
3582 /* If we have (A & C) != 0 ? D : 0 where C and D are powers of 2,
3583    convert this into a shift followed by ANDing with D.  */
3584 (simplify
3585  (cond
3586   (ne (bit_and @0 integer_pow2p@1) integer_zerop)
3587   INTEGER_CST@2 integer_zerop)
3588  (if (integer_pow2p (@2))
3589   (with {
3590      int shift = (wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))
3591                   - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)));
3592    }
3593    (if (shift > 0)
3594     (bit_and
3595      (lshift (convert @0) { build_int_cst (integer_type_node, shift); }) @2)
3596     (bit_and
3597      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, -shift); }))
3598      @2)))))
3600 /* If we have (A & C) != 0 where C is the sign bit of A, convert
3601    this into A < 0.  Similarly for (A & C) == 0 into A >= 0.  */
3602 (for cmp (eq ne)
3603      ncmp (ge lt)
3604  (simplify
3605   (cmp (bit_and (convert?@2 @0) integer_pow2p@1) integer_zerop)
3606   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3607        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
3608        && element_precision (@2) >= element_precision (@0)
3609        && wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@1), element_precision (@0)))
3610    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
3611     (ncmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))))
3613 /* If we have A < 0 ? C : 0 where C is a power of 2, convert
3614    this into a right shift or sign extension followed by ANDing with C.  */
3615 (simplify
3616  (cond
3617   (lt @0 integer_zerop)
3618   INTEGER_CST@1 integer_zerop)
3619  (if (integer_pow2p (@1)
3620       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
3621   (with {
3622     int shift = element_precision (@0) - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)) - 1;
3623    }
3624    (if (shift >= 0)
3625     (bit_and
3626      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, shift); }))
3627      @1)
3628     /* Otherwise ctype must be wider than TREE_TYPE (@0) and pure
3629        sign extension followed by AND with C will achieve the effect.  */
3630     (bit_and (convert @0) @1)))))
3632 /* When the addresses are not directly of decls compare base and offset.
3633    This implements some remaining parts of fold_comparison address
3634    comparisons but still no complete part of it.  Still it is good
3635    enough to make fold_stmt not regress when not dispatching to fold_binary.  */
3636 (for cmp (simple_comparison)
3637  (simplify
3638   (cmp (convert1?@2 addr@0) (convert2? addr@1))
3639   (with
3640    {
3641      poly_int64 off0, off1;
3642      tree base0 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off0);
3643      tree base1 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@1, 0), &off1);
3644      if (base0 && TREE_CODE (base0) == MEM_REF)
3645        {
3646          off0 += mem_ref_offset (base0).force_shwi ();
3647          base0 = TREE_OPERAND (base0, 0);
3648        }
3649      if (base1 && TREE_CODE (base1) == MEM_REF)
3650        {
3651          off1 += mem_ref_offset (base1).force_shwi ();
3652          base1 = TREE_OPERAND (base1, 0);
3653        }
3654    }
3655    (if (base0 && base1)
3656     (with
3657      {
3658        int equal = 2;
3659        /* Punt in GENERIC on variables with value expressions;
3660           the value expressions might point to fields/elements
3661           of other vars etc.  */
3662        if (GENERIC
3663            && ((VAR_P (base0) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base0))
3664                || (VAR_P (base1) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base1))))
3665          ;
3666        else if (decl_in_symtab_p (base0)
3667                 && decl_in_symtab_p (base1))
3668          equal = symtab_node::get_create (base0)
3669                    ->equal_address_to (symtab_node::get_create (base1));
3670        else if ((DECL_P (base0)
3671                  || TREE_CODE (base0) == SSA_NAME
3672                  || TREE_CODE (base0) == STRING_CST)
3673                 && (DECL_P (base1)
3674                     || TREE_CODE (base1) == SSA_NAME
3675                     || TREE_CODE (base1) == STRING_CST))
3676          equal = (base0 == base1);
3677      }
3678      (if (equal == 1
3679           && (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
3680               /* If the offsets are equal we can ignore overflow.  */
3681               || known_eq (off0, off1)
3682               || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
3683                  /* Or if we compare using pointers to decls or strings.  */
3684               || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3685                   && (DECL_P (base0) || TREE_CODE (base0) == STRING_CST))))
3686       (switch
3687        (if (cmp == EQ_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
3688         { constant_boolean_node (known_eq (off0, off1), type); })
3689        (if (cmp == NE_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
3690         { constant_boolean_node (known_ne (off0, off1), type); })
3691        (if (cmp == LT_EXPR && (known_lt (off0, off1) || known_ge (off0, off1)))
3692         { constant_boolean_node (known_lt (off0, off1), type); })
3693        (if (cmp == LE_EXPR && (known_le (off0, off1) || known_gt (off0, off1)))
3694         { constant_boolean_node (known_le (off0, off1), type); })
3695        (if (cmp == GE_EXPR && (known_ge (off0, off1) || known_lt (off0, off1)))
3696         { constant_boolean_node (known_ge (off0, off1), type); })
3697        (if (cmp == GT_EXPR && (known_gt (off0, off1) || known_le (off0, off1)))
3698         { constant_boolean_node (known_gt (off0, off1), type); }))
3699       (if (equal == 0
3700            && DECL_P (base0) && DECL_P (base1)
3701            /* If we compare this as integers require equal offset.  */
3702            && (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3703                || known_eq (off0, off1)))
3704        (switch
3705         (if (cmp == EQ_EXPR)
3706          { constant_boolean_node (false, type); })
3707         (if (cmp == NE_EXPR)
3708          { constant_boolean_node (true, type); })))))))))
3710 /* Simplify pointer equality compares using PTA.  */
3711 (for neeq (ne eq)
3712  (simplify
3713   (neeq @0 @1)
3714   (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3715        && ptrs_compare_unequal (@0, @1))
3716    { constant_boolean_node (neeq != EQ_EXPR, type); })))
3718 /* PR70920: Transform (intptr_t)x eq/ne CST to x eq/ne (typeof x) CST.
3719    and (typeof ptr_cst) x eq/ne ptr_cst to x eq/ne (typeof x) CST.
3720    Disable the transform if either operand is pointer to function.
3721    This broke pr22051-2.c for arm where function pointer
3722    canonicalizaion is not wanted.  */
3724 (for cmp (ne eq)
3725  (simplify
3726   (cmp (convert @0) INTEGER_CST@1)
3727   (if (((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3728          && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
3729          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3730         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3731             && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
3732             && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
3733        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
3734    (cmp @0 (convert @1)))))
3736 /* Non-equality compare simplifications from fold_binary  */
3737 (for cmp (lt gt le ge)
3738  /* Comparisons with the highest or lowest possible integer of
3739     the specified precision will have known values.  */
3740  (simplify
3741   (cmp (convert?@2 @0) INTEGER_CST@1)
3742   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3743        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0)))
3744    (with
3745     {
3746       tree arg1_type = TREE_TYPE (@1);
3747       unsigned int prec = TYPE_PRECISION (arg1_type);
3748       wide_int max = wi::max_value (arg1_type);
3749       wide_int signed_max = wi::max_value (prec, SIGNED);
3750       wide_int min = wi::min_value (arg1_type);
3751     }
3752     (switch
3753      (if (wi::to_wide (@1) == max)
3754       (switch
3755        (if (cmp == GT_EXPR)
3756         { constant_boolean_node (false, type); })
3757        (if (cmp == GE_EXPR)
3758         (eq @2 @1))
3759        (if (cmp == LE_EXPR)
3760         { constant_boolean_node (true, type); })
3761        (if (cmp == LT_EXPR)
3762         (ne @2 @1))))
3763      (if (wi::to_wide (@1) == min)
3764       (switch
3765        (if (cmp == LT_EXPR)
3766         { constant_boolean_node (false, type); })
3767        (if (cmp == LE_EXPR)
3768         (eq @2 @1))
3769        (if (cmp == GE_EXPR)
3770         { constant_boolean_node (true, type); })
3771        (if (cmp == GT_EXPR)
3772         (ne @2 @1))))
3773      (if (wi::to_wide (@1) == max - 1)
3774       (switch
3775        (if (cmp == GT_EXPR)
3776         (eq @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) + 1); }))
3777        (if (cmp == LE_EXPR)
3778         (ne @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) + 1); }))))
3779      (if (wi::to_wide (@1) == min + 1)
3780       (switch
3781        (if (cmp == GE_EXPR)
3782         (ne @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) - 1); }))
3783        (if (cmp == LT_EXPR)
3784         (eq @2 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@1), wi::to_wide (@1) - 1); }))))
3785      (if (wi::to_wide (@1) == signed_max
3786           && TYPE_UNSIGNED (arg1_type)
3787           /* We will flip the signedness of the comparison operator
3788              associated with the mode of @1, so the sign bit is
3789              specified by this mode.  Check that @1 is the signed
3790              max associated with this sign bit.  */
3791           && prec == GET_MODE_PRECISION (SCALAR_INT_TYPE_MODE (arg1_type))
3792           /* signed_type does not work on pointer types.  */
3793           && INTEGRAL_TYPE_P (arg1_type))
3794       /* The following case also applies to X < signed_max+1
3795          and X >= signed_max+1 because previous transformations.  */
3796       (if (cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
3797        (with { tree st = signed_type_for (arg1_type); }
3798         (if (cmp == LE_EXPR)
3799          (ge (convert:st @0) { build_zero_cst (st); })
3800          (lt (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))))))))))
3802 (for cmp (unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
3803  /* If the second operand is NaN, the result is constant.  */
3804  (simplify
3805   (cmp @0 REAL_CST@1)
3806   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
3807        && (cmp != LTGT_EXPR || ! flag_trapping_math))
3808    { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == LTGT_EXPR
3809                             ? false : true, type); })))
3811 /* bool_var != 0 becomes bool_var.  */
3812 (simplify
3813  (ne @0 integer_zerop)
3814  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
3815       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
3816   (non_lvalue @0)))
3817 /* bool_var == 1 becomes bool_var.  */
3818 (simplify
3819  (eq @0 integer_onep)
3820  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
3821       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
3822   (non_lvalue @0)))
3823 /* Do not handle
3824    bool_var == 0 becomes !bool_var or
3825    bool_var != 1 becomes !bool_var
3826    here because that only is good in assignment context as long
3827    as we require a tcc_comparison in GIMPLE_CONDs where we'd
3828    replace if (x == 0) with tem = ~x; if (tem != 0) which is
3829    clearly less optimal and which we'll transform again in forwprop.  */
3831 /* When one argument is a constant, overflow detection can be simplified.
3832    Currently restricted to single use so as not to interfere too much with
3833    ADD_OVERFLOW detection in tree-ssa-math-opts.c.
3834    A + CST CMP A  ->  A CMP' CST' */
3835 (for cmp (lt le ge gt)
3836      out (gt gt le le)
3837  (simplify
3838   (cmp:c (plus@2 @0 INTEGER_CST@1) @0)
3839   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3840        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
3841        && wi::to_wide (@1) != 0
3842        && single_use (@2))
3843    (with { unsigned int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
3844     (out @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
3845                                 wi::max_value (prec, UNSIGNED)
3846                                 - wi::to_wide (@1)); })))))
3848 /* To detect overflow in unsigned A - B, A < B is simpler than A - B > A.
3849    However, the detection logic for SUB_OVERFLOW in tree-ssa-math-opts.c
3850    expects the long form, so we restrict the transformation for now.  */
3851 (for cmp (gt le)
3852  (simplify
3853   (cmp:c (minus@2 @0 @1) @0)
3854   (if (single_use (@2)
3855        && ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3856        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3857        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
3858    (cmp @1 @0))))
3860 /* Testing for overflow is unnecessary if we already know the result.  */
3861 /* A - B > A  */
3862 (for cmp (gt le)
3863      out (ne eq)
3864  (simplify
3865   (cmp:c (realpart (IFN_SUB_OVERFLOW@2 @0 @1)) @0)
3866   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3867        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
3868    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
3869 /* A + B < A  */
3870 (for cmp (lt ge)
3871      out (ne eq)
3872  (simplify
3873   (cmp:c (realpart (IFN_ADD_OVERFLOW:c@2 @0 @1)) @0)
3874   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3875        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
3876    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
3878 /* For unsigned operands, -1 / B < A checks whether A * B would overflow.
3879    Simplify it to __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
3880 (for cmp (lt ge)
3881      out (ne eq)
3882  (simplify
3883   (cmp:c (trunc_div:s integer_all_onesp @1) @0)
3884   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) && !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3885    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
3886     (out (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
3888 /* Simplification of math builtins.  These rules must all be optimizations
3889    as well as IL simplifications.  If there is a possibility that the new
3890    form could be a pessimization, the rule should go in the canonicalization
3891    section that follows this one.
3893    Rules can generally go in this section if they satisfy one of
3894    the following:
3896    - the rule describes an identity
3898    - the rule replaces calls with something as simple as addition or
3899      multiplication
3901    - the rule contains unary calls only and simplifies the surrounding
3902      arithmetic.  (The idea here is to exclude non-unary calls in which
3903      one operand is constant and in which the call is known to be cheap
3904      when the operand has that value.)  */
3906 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
3907  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(x) -> x.  */
3908  (simplify
3909   (mult (SQRT_ALL@1 @0) @1)
3910   (if (!HONOR_SNANS (type))
3911    @0))
3913  (for op (plus minus)
3914   /* Simplify (A / C) +- (B / C) -> (A +- B) / C.  */
3915   (simplify
3916    (op (rdiv @0 @1)
3917        (rdiv @2 @1))
3918    (rdiv (op @0 @2) @1)))
3920  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(y) -> sqrt(x*y).  */
3921  (for root (SQRT CBRT)
3922   (simplify
3923    (mult (root:s @0) (root:s @1))
3924     (root (mult @0 @1))))
3926  /* Simplify expN(x) * expN(y) -> expN(x+y). */
3927  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
3928   (simplify
3929    (mult (exps:s @0) (exps:s @1))
3930     (exps (plus @0 @1))))
3932  /* Simplify a/root(b/c) into a*root(c/b).  */
3933  (for root (SQRT CBRT)
3934   (simplify
3935    (rdiv @0 (root:s (rdiv:s @1 @2)))
3936     (mult @0 (root (rdiv @2 @1)))))
3938  /* Simplify x/expN(y) into x*expN(-y).  */
3939  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
3940   (simplify
3941    (rdiv @0 (exps:s @1))
3942     (mult @0 (exps (negate @1)))))
3944  (for logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
3945       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
3946   /* logN(expN(x)) -> x.  */
3947   (simplify
3948    (logs (exps @0))
3949    @0)
3950   /* expN(logN(x)) -> x.  */
3951   (simplify
3952    (exps (logs @0))
3953    @0))
3955  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
3956     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
3957     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
3958  (for logs (LOG  LOG   LOG   LOG2 LOG2  LOG2  LOG10 LOG10)
3959       exps (EXP2 EXP10 POW10 EXP  EXP10 POW10 EXP   EXP2)
3960   (simplify
3961    (logs (exps @0))
3962    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
3963     (with {
3964       tree x;
3965       switch (exps)
3966         {
3967         CASE_CFN_EXP:
3968           /* Prepare to do logN(exp(exponent)) -> exponent*logN(e).  */
3969           x = build_real_truncate (type, dconst_e ());
3970           break;
3971         CASE_CFN_EXP2:
3972           /* Prepare to do logN(exp2(exponent)) -> exponent*logN(2).  */
3973           x = build_real (type, dconst2);
3974           break;
3975         CASE_CFN_EXP10:
3976         CASE_CFN_POW10:
3977           /* Prepare to do logN(exp10(exponent)) -> exponent*logN(10).  */
3978           {
3979             REAL_VALUE_TYPE dconst10;
3980             real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
3981             x = build_real (type, dconst10);
3982           }
3983           break;
3984         default:
3985           gcc_unreachable ();
3986         }
3987       }
3988      (mult (logs { x; }) @0)))))
3990  (for logs (LOG LOG
3991             LOG2 LOG2
3992             LOG10 LOG10)
3993       exps (SQRT CBRT)
3994   (simplify
3995    (logs (exps @0))
3996    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
3997     (with {
3998       tree x;
3999       switch (exps)
4000         {
4001         CASE_CFN_SQRT:
4002           /* Prepare to do logN(sqrt(x)) -> 0.5*logN(x).  */
4003           x = build_real (type, dconsthalf);
4004           break;
4005         CASE_CFN_CBRT:
4006           /* Prepare to do logN(cbrt(x)) -> (1/3)*logN(x).  */
4007           x = build_real_truncate (type, dconst_third ());
4008           break;
4009         default:
4010           gcc_unreachable ();
4011         }
4012       }
4013      (mult { x; } (logs @0))))))
4015  /* logN(pow(x,exponent)) -> exponent*logN(x).  */
4016  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
4017       pows (POW)
4018   (simplify
4019    (logs (pows @0 @1))
4020    (mult @1 (logs @0))))
4022  /* pow(C,x) -> exp(log(C)*x) if C > 0,
4023     or if C is a positive power of 2,
4024     pow(C,x) -> exp2(log2(C)*x).  */
4025 #if GIMPLE
4026  (for pows (POW)
4027       exps (EXP)
4028       logs (LOG)
4029       exp2s (EXP2)
4030       log2s (LOG2)
4031   (simplify
4032    (pows REAL_CST@0 @1)
4033    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
4034         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0))
4035         /* As libmvec doesn't have a vectorized exp2, defer optimizing
4036            the use_exp2 case until after vectorization.  It seems actually
4037            beneficial for all constants to postpone this until later,
4038            because exp(log(C)*x), while faster, will have worse precision
4039            and if x folds into a constant too, that is unnecessary
4040            pessimization.  */
4041         && canonicalize_math_after_vectorization_p ())
4042     (with {
4043        const REAL_VALUE_TYPE *const value = TREE_REAL_CST_PTR (@0);
4044        bool use_exp2 = false;
4045        if (targetm.libc_has_function (function_c99_misc)
4046            && value->cl == rvc_normal)
4047          {
4048            REAL_VALUE_TYPE frac_rvt = *value;
4049            SET_REAL_EXP (&frac_rvt, 1);
4050            if (real_equal (&frac_rvt, &dconst1))
4051              use_exp2 = true;
4052          }
4053      }
4054      (if (!use_exp2)
4055       (if (optimize_pow_to_exp (@0, @1))
4056        (exps (mult (logs @0) @1)))
4057       (exp2s (mult (log2s @0) @1)))))))
4058 #endif
4060  /* pow(C,x)*expN(y) -> expN(logN(C)*x+y) if C > 0.  */
4061  (for pows (POW)
4062       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4063       logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
4064   (simplify
4065    (mult:c (pows:s REAL_CST@0 @1) (exps:s @2))
4066    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
4067         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
4068     (exps (plus (mult (logs @0) @1) @2)))))
4070  (for sqrts (SQRT)
4071       cbrts (CBRT)
4072       pows (POW)
4073       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
4074   /* sqrt(expN(x)) -> expN(x*0.5).  */
4075   (simplify
4076    (sqrts (exps @0))
4077    (exps (mult @0 { build_real (type, dconsthalf); })))
4078   /* cbrt(expN(x)) -> expN(x/3).  */
4079   (simplify
4080    (cbrts (exps @0))
4081    (exps (mult @0 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
4082   /* pow(expN(x), y) -> expN(x*y).  */
4083   (simplify
4084    (pows (exps @0) @1)
4085    (exps (mult @0 @1))))
4087  /* tan(atan(x)) -> x.  */
4088  (for tans (TAN)
4089       atans (ATAN)
4090   (simplify
4091    (tans (atans @0))
4092    @0)))
4094 /* cabs(x+0i) or cabs(0+xi) -> abs(x).  */
4095 (simplify
4096  (CABS (complex:C @0 real_zerop@1))
4097  (abs @0))
4099 /* trunc(trunc(x)) -> trunc(x), etc.  */
4100 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
4101  (simplify
4102   (fns (fns @0))
4103   (fns @0)))
4104 /* f(x) -> x if x is integer valued and f does nothing for such values.  */
4105 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
4106  (simplify
4107   (fns integer_valued_real_p@0)
4108   @0))
4110 /* hypot(x,0) and hypot(0,x) -> abs(x).  */
4111 (simplify
4112  (HYPOT:c @0 real_zerop@1)
4113  (abs @0))
4115 /* pow(1,x) -> 1.  */
4116 (simplify
4117  (POW real_onep@0 @1)
4118  @0)
4120 (simplify
4121  /* copysign(x,x) -> x.  */
4122  (COPYSIGN_ALL @0 @0)
4123  @0)
4125 (simplify
4126  /* copysign(x,y) -> fabs(x) if y is nonnegative.  */
4127  (COPYSIGN_ALL @0 tree_expr_nonnegative_p@1)
4128  (abs @0))
4130 (for scale (LDEXP SCALBN SCALBLN)
4131  /* ldexp(0, x) -> 0.  */
4132  (simplify
4133   (scale real_zerop@0 @1)
4134   @0)
4135  /* ldexp(x, 0) -> x.  */
4136  (simplify
4137   (scale @0 integer_zerop@1)
4138   @0)
4139  /* ldexp(x, y) -> x if x is +-Inf or NaN.  */
4140  (simplify
4141   (scale REAL_CST@0 @1)
4142   (if (!real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
4143    @0)))
4145 /* Canonicalization of sequences of math builtins.  These rules represent
4146    IL simplifications but are not necessarily optimizations.
4148    The sincos pass is responsible for picking "optimal" implementations
4149    of math builtins, which may be more complicated and can sometimes go
4150    the other way, e.g. converting pow into a sequence of sqrts.
4151    We only want to do these canonicalizations before the pass has run.  */
4153 (if (flag_unsafe_math_optimizations && canonicalize_math_p ())
4154  /* Simplify tan(x) * cos(x) -> sin(x). */
4155  (simplify
4156   (mult:c (TAN:s @0) (COS:s @0))
4157    (SIN @0))
4159  /* Simplify x * pow(x,c) -> pow(x,c+1). */
4160  (simplify
4161   (mult:c @0 (POW:s @0 REAL_CST@1))
4162   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
4163    (POW @0 (plus @1 { build_one_cst (type); }))))
4165  /* Simplify sin(x) / cos(x) -> tan(x). */
4166  (simplify
4167   (rdiv (SIN:s @0) (COS:s @0))
4168    (TAN @0))
4170  /* Simplify cos(x) / sin(x) -> 1 / tan(x). */
4171  (simplify
4172   (rdiv (COS:s @0) (SIN:s @0))
4173    (rdiv { build_one_cst (type); } (TAN @0)))
4175  /* Simplify sin(x) / tan(x) -> cos(x). */
4176  (simplify
4177   (rdiv (SIN:s @0) (TAN:s @0))
4178   (if (! HONOR_NANS (@0)
4179        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
4180    (COS @0)))
4182  /* Simplify tan(x) / sin(x) -> 1.0 / cos(x). */
4183  (simplify
4184   (rdiv (TAN:s @0) (SIN:s @0))
4185   (if (! HONOR_NANS (@0)
4186        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
4187    (rdiv { build_one_cst (type); } (COS @0))))
4189  /* Simplify pow(x,y) * pow(x,z) -> pow(x,y+z). */
4190  (simplify
4191   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @0 @2))
4192    (POW @0 (plus @1 @2)))
4194  /* Simplify pow(x,y) * pow(z,y) -> pow(x*z,y). */
4195  (simplify
4196   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @2 @1))
4197    (POW (mult @0 @2) @1))
4199  /* Simplify powi(x,y) * powi(z,y) -> powi(x*z,y). */
4200  (simplify
4201   (mult (POWI:s @0 @1) (POWI:s @2 @1))
4202    (POWI (mult @0 @2) @1))
4204  /* Simplify pow(x,c) / x -> pow(x,c-1). */
4205  (simplify
4206   (rdiv (POW:s @0 REAL_CST@1) @0)
4207   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
4208    (POW @0 (minus @1 { build_one_cst (type); }))))
4210  /* Simplify x / pow (y,z) -> x * pow(y,-z). */
4211  (simplify
4212   (rdiv @0 (POW:s @1 @2))
4213    (mult @0 (POW @1 (negate @2))))
4215  (for sqrts (SQRT)
4216       cbrts (CBRT)
4217       pows (POW)
4218   /* sqrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/4).  */
4219   (simplify
4220    (sqrts (sqrts @0))
4221    (pows @0 { build_real (type, dconst_quarter ()); }))
4222   /* sqrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
4223   (simplify
4224    (sqrts (cbrts @0))
4225    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
4226   /* cbrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
4227   (simplify
4228    (cbrts (sqrts @0))
4229    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
4230   /* cbrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/9), iff x is nonnegative.  */
4231   (simplify
4232    (cbrts (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0))
4233    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_ninth ()); }))
4234   /* sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5).  */
4235   (simplify
4236    (sqrts (pows @0 @1))
4237    (pows (abs @0) (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
4238   /* cbrt(pow(x,y)) -> pow(x,y/3), iff x is nonnegative.  */
4239   (simplify
4240    (cbrts (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1))
4241    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
4242   /* pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5).  */
4243   (simplify
4244    (pows (sqrts @0) @1)
4245    (pows @0 (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
4246   /* pow(cbrt(x),y) -> pow(x,y/3) iff x is nonnegative.  */
4247   (simplify
4248    (pows (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0) @1)
4249    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
4250   /* pow(pow(x,y),z) -> pow(x,y*z) iff x is nonnegative.  */
4251   (simplify
4252    (pows (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1) @2)
4253    (pows @0 (mult @1 @2))))
4255  /* cabs(x+xi) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
4256  (simplify
4257   (CABS (complex @0 @0))
4258   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
4260  /* hypot(x,x) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
4261  (simplify
4262   (HYPOT @0 @0)
4263   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
4265  /* cexp(x+yi) -> exp(x)*cexpi(y).  */
4266  (for cexps (CEXP)
4267       exps (EXP)
4268       cexpis (CEXPI)
4269   (simplify
4270    (cexps compositional_complex@0)
4271    (if (targetm.libc_has_function (function_c99_math_complex))
4272     (complex
4273      (mult (exps@1 (realpart @0)) (realpart (cexpis:type@2 (imagpart @0))))
4274      (mult @1 (imagpart @2)))))))
4276 (if (canonicalize_math_p ())
4277  /* floor(x) -> trunc(x) if x is nonnegative.  */
4278  (for floors (FLOOR_ALL)
4279       truncs (TRUNC_ALL)
4280   (simplify
4281    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
4282    (truncs @0))))
4284 (match double_value_p
4285  @0
4286  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == double_type_node)))
4287 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL
4288             BUILT_IN_FLOORL
4289             BUILT_IN_CEILL
4290             BUILT_IN_ROUNDL
4291             BUILT_IN_NEARBYINTL
4292             BUILT_IN_RINTL)
4293      tos (BUILT_IN_TRUNC
4294           BUILT_IN_FLOOR
4295           BUILT_IN_CEIL
4296           BUILT_IN_ROUND
4297           BUILT_IN_NEARBYINT
4298           BUILT_IN_RINT)
4299  /* truncl(extend(x)) -> extend(trunc(x)), etc., if x is a double.  */
4300  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
4301   (simplify
4302    (froms (convert double_value_p@0))
4303    (convert (tos @0)))))
4305 (match float_value_p
4306  @0
4307  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float_type_node)))
4308 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC
4309             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR
4310             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL
4311             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND
4312             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT
4313             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT)
4314      tos (BUILT_IN_TRUNCF BUILT_IN_TRUNCF
4315           BUILT_IN_FLOORF BUILT_IN_FLOORF
4316           BUILT_IN_CEILF BUILT_IN_CEILF
4317           BUILT_IN_ROUNDF BUILT_IN_ROUNDF
4318           BUILT_IN_NEARBYINTF BUILT_IN_NEARBYINTF
4319           BUILT_IN_RINTF BUILT_IN_RINTF)
4320  /* truncl(extend(x)) and trunc(extend(x)) -> extend(truncf(x)), etc.,
4321     if x is a float.  */
4322  (if (optimize && canonicalize_math_p ()
4323       && targetm.libc_has_function (function_c99_misc))
4324   (simplify
4325    (froms (convert float_value_p@0))
4326    (convert (tos @0)))))
4328 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL)
4329      tos (XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
4330  /* llfloorl(extend(x)) -> llfloor(x), etc., if x is a double.  */
4331  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
4332   (simplify
4333    (froms (convert double_value_p@0))
4334    (tos @0))))
4336 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL
4337             XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
4338      tos (XFLOORF XCEILF XROUNDF XRINTF)
4339  /* llfloorl(extend(x)) and llfloor(extend(x)) -> llfloorf(x), etc.,
4340     if x is a float.  */
4341  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
4342   (simplify
4343    (froms (convert float_value_p@0))
4344    (tos @0))))
4346 (if (canonicalize_math_p ())
4347  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x) if x is nonnegative.  */
4348  (for floors (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR)
4349   (simplify
4350    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
4351    (fix_trunc @0))))
4353 (if (canonicalize_math_p ())
4354  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
4355  (for fns (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR
4356            ICEIL LCEIL LLCEIL
4357            IROUND LROUND LLROUND)
4358   (simplify
4359    (fns integer_valued_real_p@0)
4360    (fix_trunc @0)))
4361  (if (!flag_errno_math)
4362   /* xrint(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
4363   (for rints (IRINT LRINT LLRINT)
4364    (simplify
4365     (rints integer_valued_real_p@0)
4366     (fix_trunc @0)))))
4368 (if (canonicalize_math_p ())
4369  (for ifn (IFLOOR ICEIL IROUND IRINT)
4370       lfn (LFLOOR LCEIL LROUND LRINT)
4371       llfn (LLFLOOR LLCEIL LLROUND LLRINT)
4372   /* Canonicalize iround (x) to lround (x) on ILP32 targets where
4373      sizeof (int) == sizeof (long).  */
4374   (if (TYPE_PRECISION (integer_type_node)
4375        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
4376    (simplify
4377     (ifn @0)
4378     (lfn:long_integer_type_node @0)))
4379   /* Canonicalize llround (x) to lround (x) on LP64 targets where
4380      sizeof (long long) == sizeof (long).  */
4381   (if (TYPE_PRECISION (long_long_integer_type_node)
4382        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
4383    (simplify
4384     (llfn @0)
4385     (lfn:long_integer_type_node @0)))))
4387 /* cproj(x) -> x if we're ignoring infinities.  */
4388 (simplify
4389  (CPROJ @0)
4390  (if (!HONOR_INFINITIES (type))
4391    @0))
4393 /* If the real part is inf and the imag part is known to be
4394    nonnegative, return (inf + 0i).  */
4395 (simplify
4396  (CPROJ (complex REAL_CST@0 tree_expr_nonnegative_p@1))
4397  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
4398   { build_complex_inf (type, false); }))
4400 /* If the imag part is inf, return (inf+I*copysign(0,imag)).  */
4401 (simplify
4402  (CPROJ (complex @0 REAL_CST@1))
4403  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
4404   { build_complex_inf (type, TREE_REAL_CST_PTR (@1)->sign); }))
4406 (for pows (POW)
4407      sqrts (SQRT)
4408      cbrts (CBRT)
4409  (simplify
4410   (pows @0 REAL_CST@1)
4411   (with {
4412     const REAL_VALUE_TYPE *value = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
4413     REAL_VALUE_TYPE tmp;
4414    }
4415    (switch
4416     /* pow(x,0) -> 1.  */
4417     (if (real_equal (value, &dconst0))
4418      { build_real (type, dconst1); })
4419     /* pow(x,1) -> x.  */
4420     (if (real_equal (value, &dconst1))
4421      @0)
4422     /* pow(x,-1) -> 1/x.  */
4423     (if (real_equal (value, &dconstm1))
4424      (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))
4425     /* pow(x,0.5) -> sqrt(x).  */
4426     (if (flag_unsafe_math_optimizations
4427          && canonicalize_math_p ()
4428          && real_equal (value, &dconsthalf))
4429      (sqrts @0))
4430     /* pow(x,1/3) -> cbrt(x).  */
4431     (if (flag_unsafe_math_optimizations
4432          && canonicalize_math_p ()
4433          && (tmp = real_value_truncate (TYPE_MODE (type), dconst_third ()),
4434              real_equal (value, &tmp)))
4435      (cbrts @0))))))
4437 /* powi(1,x) -> 1.  */
4438 (simplify
4439  (POWI real_onep@0 @1)
4440  @0)
4442 (simplify
4443  (POWI @0 INTEGER_CST@1)
4444  (switch
4445   /* powi(x,0) -> 1.  */
4446   (if (wi::to_wide (@1) == 0)
4447    { build_real (type, dconst1); })
4448   /* powi(x,1) -> x.  */
4449   (if (wi::to_wide (@1) == 1)
4450    @0)
4451   /* powi(x,-1) -> 1/x.  */
4452   (if (wi::to_wide (@1) == -1)
4453    (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))))
4455 /* Narrowing of arithmetic and logical operations. 
4457    These are conceptually similar to the transformations performed for
4458    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
4459    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
4461 /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
4462    both operands are widening conversions from the same type as the outer
4463    narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a suitable
4464    unsigned type (to avoid introducing undefined behavior), perform the
4465    operation and convert the result to the desired type.  */
4466 (for op (plus minus)
4467   (simplify
4468     (convert (op:s (convert@2 @0) (convert?@3 @1)))
4469     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4470          /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
4471             so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
4472          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4473          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4474          /* The precision of the type of each operand must match the
4475             precision of the mode of each operand, similarly for the
4476             result.  */
4477          && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
4478          && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
4479          && type_has_mode_precision_p (type)
4480          /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
4481          && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4482          && types_match (@0, type)
4483          && (types_match (@0, @1)
4484              /* Or the second operand is const integer or converted const
4485                 integer from valueize.  */
4486              || TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST))
4487       (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
4488         (op @0 (convert @1))
4489         (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
4490          (convert (op (convert:utype @0)
4491                       (convert:utype @1))))))))
4493 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
4494    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
4495    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
4496    to unsigned types to avoid introducing undefined behavior for the
4497    arithmetic operation.  */
4498 (for op (minus plus)
4499  (simplify
4500   (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
4501   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4502        /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
4503           so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
4504        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4505        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4506        /* The precision of the type of each operand must match the
4507           precision of the mode of each operand, similarly for the
4508           result.  */
4509        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
4510        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
4511        && type_has_mode_precision_p (type)
4512        /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
4513        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4514        && types_match (@0, @1)
4515        && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
4516            <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
4517        && (wi::to_wide (@4)
4518            & wi::mask (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)),
4519                        true, TYPE_PRECISION (type))) == 0)
4520    (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
4521     (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
4522      (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4))))
4523     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
4524      (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
4525                (convert:utype @4))))))))
4527 /* Transform (@0 < @1 and @0 < @2) to use min, 
4528    (@0 > @1 and @0 > @2) to use max */
4529 (for logic (bit_and bit_and bit_and bit_and bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior)
4530      op    (lt      le      gt      ge      lt      le      gt      ge     )
4531      ext   (min     min     max     max     max     max     min     min    )
4532  (simplify
4533   (logic (op:cs @0 @1) (op:cs @0 @2))
4534   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4535        && TREE_CODE (@0) != INTEGER_CST)
4536    (op @0 (ext @1 @2)))))
4538 (simplify
4539  /* signbit(x) -> 0 if x is nonnegative.  */
4540  (SIGNBIT tree_expr_nonnegative_p@0)
4541  { integer_zero_node; })
4543 (simplify
4544  /* signbit(x) -> x<0 if x doesn't have signed zeros.  */
4545  (SIGNBIT @0)
4546  (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@0))
4547   (convert (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))))
4549 /* Transform comparisons of the form X +- C1 CMP C2 to X CMP C2 -+ C1.  */
4550 (for cmp (eq ne)
4551  (for op (plus minus)
4552       rop (minus plus)
4553   (simplify
4554    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4555    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
4556         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
4557         && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@0))
4558         && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@0)))
4559     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
4560      (if (TREE_OVERFLOW (res)
4561           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
4562       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
4563       (if (single_use (@3))
4564        (cmp @0 { TREE_OVERFLOW (res)
4565                  ? drop_tree_overflow (res) : res; }))))))))
4566 (for cmp (lt le gt ge)
4567  (for op (plus minus)
4568       rop (minus plus)
4569   (simplify
4570    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4571    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
4572         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
4573     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
4574      (if (TREE_OVERFLOW (res))
4575       {
4576         fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
4577                                 "when simplifying conditional to constant"),
4578                                WARN_STRICT_OVERFLOW_CONDITIONAL);
4579         bool less = cmp == LE_EXPR || cmp == LT_EXPR;
4580         /* wi::ges_p (@2, 0) should be sufficient for a signed type.  */
4581         bool ovf_high = wi::lt_p (wi::to_wide (@1), 0,
4582                                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
4583                         != (op == MINUS_EXPR);
4584         constant_boolean_node (less == ovf_high, type);
4585       }
4586       (if (single_use (@3))
4587        (with
4588         {
4589           fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
4590                                   "when changing X +- C1 cmp C2 to "
4591                                   "X cmp C2 -+ C1"),
4592                                  WARN_STRICT_OVERFLOW_COMPARISON);
4593         }
4594         (cmp @0 { res; })))))))))
4596 /* Canonicalizations of BIT_FIELD_REFs.  */
4598 (simplify
4599  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2)
4600  (switch
4601   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == COMPLEX_TYPE
4602        && tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
4603    (switch
4604     (if (integer_zerop (@2))
4605      (view_convert (realpart @0)))
4606     (if (tree_int_cst_equal (@2, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
4607      (view_convert (imagpart @0)))))
4608   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4609        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
4610        /* On GIMPLE this should only apply to register arguments.  */
4611        && (! GIMPLE || is_gimple_reg (@0))
4612        /* A bit-field-ref that referenced the full argument can be stripped.  */
4613        && ((compare_tree_int (@1, TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))) == 0
4614             && integer_zerop (@2))
4615            /* Low-parts can be reduced to integral conversions.
4616               ???  The following doesn't work for PDP endian.  */
4617            || (BYTES_BIG_ENDIAN == WORDS_BIG_ENDIAN
4618                /* Don't even think about BITS_BIG_ENDIAN.  */
4619                && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) % BITS_PER_UNIT == 0
4620                && TYPE_PRECISION (type) % BITS_PER_UNIT == 0
4621                && compare_tree_int (@2, (BYTES_BIG_ENDIAN
4622                                          ? (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
4623                                             - TYPE_PRECISION (type))
4624                                          : 0)) == 0)))
4625    (convert @0))))
4627 /* Simplify vector extracts.  */
4629 (simplify
4630  (BIT_FIELD_REF CONSTRUCTOR@0 @1 @2)
4631  (if (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4632       && (types_match (type, TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
4633           || (VECTOR_TYPE_P (type)
4634               && types_match (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
4635   (with
4636    {
4637      tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
4638                   ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0);
4639      tree eltype = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor));
4640      unsigned HOST_WIDE_INT width = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (eltype));
4641      unsigned HOST_WIDE_INT n = tree_to_uhwi (@1);
4642      unsigned HOST_WIDE_INT idx = tree_to_uhwi (@2);
4643    }
4644    (if (n != 0
4645         && (idx % width) == 0
4646         && (n % width) == 0
4647         && known_le ((idx + n) / width,
4648                      TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (ctor))))
4649     (with
4650      {
4651        idx = idx / width;
4652        n = n / width;
4653        /* Constructor elements can be subvectors.  */
4654        poly_uint64 k = 1;
4655        if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) != 0)
4656          {
4657            tree cons_elem = TREE_TYPE (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value);
4658            if (TREE_CODE (cons_elem) == VECTOR_TYPE)
4659              k = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (cons_elem);
4660          }
4661        unsigned HOST_WIDE_INT elt, count, const_k;
4662      }
4663      (switch
4664       /* We keep an exact subset of the constructor elements.  */
4665       (if (multiple_p (idx, k, &elt) && multiple_p (n, k, &count))
4666        (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
4667         { build_constructor (type, NULL); }
4668         (if (count == 1)
4669          (if (elt < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor))
4670           (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt)->value; })
4671           { build_zero_cst (type); })
4672          {
4673            vec<constructor_elt, va_gc> *vals;
4674            vec_alloc (vals, count);
4675            for (unsigned i = 0;
4676                 i < count && elt + i < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor); ++i)
4677              CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (vals, NULL_TREE,
4678                                      CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt + i)->value);
4679            build_constructor (type, vals);
4680          })))
4681       /* The bitfield references a single constructor element.  */
4682       (if (k.is_constant (&const_k)
4683            && idx + n <= (idx / const_k + 1) * const_k)
4684        (switch
4685         (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) <= idx / const_k)
4686          { build_zero_cst (type); })
4687         (if (n == const_k)
4688          (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }))
4689         (BIT_FIELD_REF { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }
4690                        @1 { bitsize_int ((idx % const_k) * width); })))))))))
4692 /* Simplify a bit extraction from a bit insertion for the cases with
4693    the inserted element fully covering the extraction or the insertion
4694    not touching the extraction.  */
4695 (simplify
4696  (BIT_FIELD_REF (bit_insert @0 @1 @ipos) @rsize @rpos)
4697  (with
4698   {
4699     unsigned HOST_WIDE_INT isize;
4700     if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
4701       isize = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
4702     else
4703       isize = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1)));
4704   }
4705   (switch
4706    (if (wi::leu_p (wi::to_wide (@ipos), wi::to_wide (@rpos))
4707         && wi::leu_p (wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize),
4708                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
4709     (BIT_FIELD_REF @1 @rsize { wide_int_to_tree (bitsizetype,
4710                                                  wi::to_wide (@rpos)
4711                                                  - wi::to_wide (@ipos)); }))
4712    (if (wi::geu_p (wi::to_wide (@ipos),
4713                    wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize))
4714         || wi::geu_p (wi::to_wide (@rpos),
4715                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
4716     (BIT_FIELD_REF @0 @rsize @rpos)))))
4718 (if (canonicalize_math_after_vectorization_p ())
4719  (for fmas (FMA)
4720   (simplify
4721    (fmas:c (negate @0) @1 @2)
4722    (IFN_FNMA @0 @1 @2))
4723   (simplify
4724    (fmas @0 @1 (negate @2))
4725    (IFN_FMS @0 @1 @2))
4726   (simplify
4727    (fmas:c (negate @0) @1 (negate @2))
4728    (IFN_FNMS @0 @1 @2))
4729   (simplify
4730    (negate (fmas@3 @0 @1 @2))
4731    (if (single_use (@3))
4732     (IFN_FNMS @0 @1 @2))))
4734  (simplify
4735   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 @2)
4736   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
4737  (simplify
4738   (IFN_FMS @0 @1 (negate @2))
4739   (IFN_FMA @0 @1 @2))
4740  (simplify
4741   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
4742   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
4743  (simplify
4744   (negate (IFN_FMS@3 @0 @1 @2))
4745    (if (single_use (@3))
4746     (IFN_FNMA @0 @1 @2)))
4748  (simplify
4749   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 @2)
4750   (IFN_FMA @0 @1 @2))
4751  (simplify
4752   (IFN_FNMA @0 @1 (negate @2))
4753   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
4754  (simplify
4755   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 (negate @2))
4756   (IFN_FMS @0 @1 @2))
4757  (simplify
4758   (negate (IFN_FNMA@3 @0 @1 @2))
4759   (if (single_use (@3))
4760    (IFN_FMS @0 @1 @2)))
4762  (simplify
4763   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 @2)
4764   (IFN_FMS @0 @1 @2))
4765  (simplify
4766   (IFN_FNMS @0 @1 (negate @2))
4767   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
4768  (simplify
4769   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
4770   (IFN_FMA @0 @1 @2))
4771  (simplify
4772   (negate (IFN_FNMS@3 @0 @1 @2))
4773   (if (single_use (@3))
4774    (IFN_FMA @0 @1 @2))))
4776 /* POPCOUNT simplifications.  */
4777 (for popcount (BUILT_IN_POPCOUNT BUILT_IN_POPCOUNTL BUILT_IN_POPCOUNTLL
4778                BUILT_IN_POPCOUNTIMAX)
4779   /* popcount(X&1) is nop_expr(X&1).  */
4780   (simplify
4781     (popcount @0)
4782     (if (tree_nonzero_bits (@0) == 1)
4783       (convert @0)))
4784   /* popcount(X) + popcount(Y) is popcount(X|Y) when X&Y must be zero.  */
4785   (simplify
4786     (plus (popcount:s @0) (popcount:s @1))
4787     (if (wi::bit_and (tree_nonzero_bits (@0), tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
4788       (popcount (bit_ior @0 @1))))
4789   /* popcount(X) == 0 is X == 0, and related (in)equalities.  */
4790   (for cmp (le eq ne gt)
4791        rep (eq eq ne ne)
4792     (simplify
4793       (cmp (popcount @0) integer_zerop)
4794       (rep @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
4796 /* Simplify:
4798      a = a1 op a2
4799      r = c ? a : b;
4801    to:
4803      r = c ? a1 op a2 : b;
4805    if the target can do it in one go.  This makes the operation conditional
4806    on c, so could drop potentially-trapping arithmetic, but that's a valid
4807    simplification if the result of the operation isn't needed.  */
4808 (for uncond_op (UNCOND_BINARY)
4809      cond_op (COND_BINARY)
4810  (simplify
4811   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@4 @1 @2)) @3)
4812   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
4813    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
4814     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @3))))))
4815  (simplify
4816   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@4 @2 @3)))
4817   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
4818    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
4819     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 (view_convert:op_type @1)))))))