Default to dwarf version 4 on hppa64-hpux
[official-gcc.git] / gcc / match.pd
bloba9791ceb74ae7cfeae959719e09a8d49cbd4e1b1
1 /* Match-and-simplify patterns for shared GENERIC and GIMPLE folding.
2    This file is consumed by genmatch which produces gimple-match.c
3    and generic-match.c from it.
5    Copyright (C) 2014-2021 Free Software Foundation, Inc.
6    Contributed by Richard Biener <rguenther@suse.de>
7    and Prathamesh Kulkarni  <bilbotheelffriend@gmail.com>
9 This file is part of GCC.
11 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
12 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
13 Software Foundation; either version 3, or (at your option) any later
14 version.
16 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
17 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
18 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
19 for more details.
21 You should have received a copy of the GNU General Public License
22 along with GCC; see the file COPYING3.  If not see
23 <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
26 /* Generic tree predicates we inherit.  */
27 (define_predicates
28    integer_onep integer_zerop integer_all_onesp integer_minus_onep
29    integer_each_onep integer_truep integer_nonzerop
30    real_zerop real_onep real_minus_onep
31    zerop
32    initializer_each_zero_or_onep
33    CONSTANT_CLASS_P
34    tree_expr_nonnegative_p
35    tree_expr_nonzero_p
36    integer_valued_real_p
37    integer_pow2p
38    uniform_integer_cst_p
39    HONOR_NANS
40    uniform_vector_p)
42 /* Operator lists.  */
43 (define_operator_list tcc_comparison
44   lt   le   eq ne ge   gt   unordered ordered   unlt unle ungt unge uneq ltgt)
45 (define_operator_list inverted_tcc_comparison
46   ge   gt   ne eq lt   le   ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
47 (define_operator_list inverted_tcc_comparison_with_nans
48   unge ungt ne eq unlt unle ordered   unordered ge   gt   le   lt   ltgt uneq)
49 (define_operator_list swapped_tcc_comparison
50   gt   ge   eq ne le   lt   unordered ordered   ungt unge unlt unle uneq ltgt)
51 (define_operator_list simple_comparison         lt   le   eq ne ge   gt)
52 (define_operator_list swapped_simple_comparison gt   ge   eq ne le   lt)
54 #include "cfn-operators.pd"
56 /* Define operand lists for math rounding functions {,i,l,ll}FN,
57    where the versions prefixed with "i" return an int, those prefixed with
58    "l" return a long and those prefixed with "ll" return a long long.
60    Also define operand lists:
62      X<FN>F for all float functions, in the order i, l, ll
63      X<FN> for all double functions, in the same order
64      X<FN>L for all long double functions, in the same order.  */
65 #define DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN(FN) \
66   (define_operator_list X##FN##F BUILT_IN_I##FN##F \
67                                  BUILT_IN_L##FN##F \
68                                  BUILT_IN_LL##FN##F) \
69   (define_operator_list X##FN BUILT_IN_I##FN \
70                               BUILT_IN_L##FN \
71                               BUILT_IN_LL##FN) \
72   (define_operator_list X##FN##L BUILT_IN_I##FN##L \
73                                  BUILT_IN_L##FN##L \
74                                  BUILT_IN_LL##FN##L)
76 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (FLOOR)
77 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (CEIL)
78 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (ROUND)
79 DEFINE_INT_AND_FLOAT_ROUND_FN (RINT)
81 /* Binary operations and their associated IFN_COND_* function.  */
82 (define_operator_list UNCOND_BINARY
83   plus minus
84   mult trunc_div trunc_mod rdiv
85   min max
86   bit_and bit_ior bit_xor
87   lshift rshift)
88 (define_operator_list COND_BINARY
89   IFN_COND_ADD IFN_COND_SUB
90   IFN_COND_MUL IFN_COND_DIV IFN_COND_MOD IFN_COND_RDIV
91   IFN_COND_MIN IFN_COND_MAX
92   IFN_COND_AND IFN_COND_IOR IFN_COND_XOR
93   IFN_COND_SHL IFN_COND_SHR)
95 /* Same for ternary operations.  */
96 (define_operator_list UNCOND_TERNARY
97   IFN_FMA IFN_FMS IFN_FNMA IFN_FNMS)
98 (define_operator_list COND_TERNARY
99   IFN_COND_FMA IFN_COND_FMS IFN_COND_FNMA IFN_COND_FNMS)
101 /* With nop_convert? combine convert? and view_convert? in one pattern
102    plus conditionalize on tree_nop_conversion_p conversions.  */
103 (match (nop_convert @0)
104  (convert @0)
105  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))))
106 (match (nop_convert @0)
107  (view_convert @0)
108  (if (VECTOR_TYPE_P (type) && VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
109       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
110                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@0)))
111       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (type), TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))
113 /* Transform likes of (char) ABS_EXPR <(int) x> into (char) ABSU_EXPR <x>
114    ABSU_EXPR returns unsigned absolute value of the operand and the operand
115    of the ABSU_EXPR will have the corresponding signed type.  */
116 (simplify (abs (convert @0))
117  (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
118       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
119       && element_precision (type) > element_precision (TREE_TYPE (@0)))
120   (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
121    (convert (absu:utype @0)))))
123 #if GIMPLE
124 /* Optimize (X + (X >> (prec - 1))) ^ (X >> (prec - 1)) into abs (X).  */
125 (simplify
126  (bit_xor:c (plus:c @0 (rshift@2 @0 INTEGER_CST@1)) @2)
127  (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
128       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
129       && wi::to_widest (@1) == element_precision (TREE_TYPE (@0)) - 1)
130   (abs @0)))
131 #endif
133 /* Simplifications of operations with one constant operand and
134    simplifications to constants or single values.  */
136 (for op (plus pointer_plus minus bit_ior bit_xor)
137   (simplify
138     (op @0 integer_zerop)
139     (non_lvalue @0)))
141 /* 0 +p index -> (type)index */
142 (simplify
143  (pointer_plus integer_zerop @1)
144  (non_lvalue (convert @1)))
146 /* ptr - 0 -> (type)ptr */
147 (simplify
148  (pointer_diff @0 integer_zerop)
149  (convert @0))
151 /* See if ARG1 is zero and X + ARG1 reduces to X.
152    Likewise if the operands are reversed.  */
153 (simplify
154  (plus:c @0 real_zerop@1)
155  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, @1, 0))
156   (non_lvalue @0)))
158 /* See if ARG1 is zero and X - ARG1 reduces to X.  */
159 (simplify
160  (minus @0 real_zerop@1)
161  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @0, @1, 1))
162   (non_lvalue @0)))
164 /* Even if the fold_real_zero_addition_p can't simplify X + 0.0
165    into X, we can optimize (X + 0.0) + 0.0 or (X + 0.0) - 0.0
166    or (X - 0.0) + 0.0 into X + 0.0 and (X - 0.0) - 0.0 into X - 0.0
167    if not -frounding-math.  For sNaNs the first operation would raise
168    exceptions but turn the result into qNan, so the second operation
169    would not raise it.   */
170 (for inner_op (plus minus)
171  (for outer_op (plus minus)
172   (simplify
173    (outer_op (inner_op@3 @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
174     (if (real_zerop (@1)
175          && real_zerop (@2)
176          && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type))
177      (with { bool inner_plus = ((inner_op == PLUS_EXPR)
178                                 ^ REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)));
179              bool outer_plus
180                = ((outer_op == PLUS_EXPR)
181                   ^ REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@2))); }
182       (if (outer_plus && !inner_plus)
183        (outer_op @0 @2)
184        @3))))))
186 /* Simplify x - x.
187    This is unsafe for certain floats even in non-IEEE formats.
188    In IEEE, it is unsafe because it does wrong for NaNs.
189    Also note that operand_equal_p is always false if an operand
190    is volatile.  */
191 (simplify
192  (minus @0 @0)
193  (if (!FLOAT_TYPE_P (type) || !tree_expr_maybe_nan_p (@0))
194   { build_zero_cst (type); }))
195 (simplify
196  (pointer_diff @@0 @0)
197  { build_zero_cst (type); })
199 (simplify
200  (mult @0 integer_zerop@1)
201  @1)
203 /* Maybe fold x * 0 to 0.  The expressions aren't the same
204    when x is NaN, since x * 0 is also NaN.  Nor are they the
205    same in modes with signed zeros, since multiplying a
206    negative value by 0 gives -0, not +0.  */
207 (simplify
208  (mult @0 real_zerop@1)
209  (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0)
210       && !tree_expr_maybe_real_minus_zero_p (@0)
211       && !tree_expr_maybe_real_minus_zero_p (@1))
212   @1))
214 /* In IEEE floating point, x*1 is not equivalent to x for snans.
215    Likewise for complex arithmetic with signed zeros.  */
216 (simplify
217  (mult @0 real_onep)
218  (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0)
219       && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
220           || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
221   (non_lvalue @0)))
223 /* Transform x * -1.0 into -x.  */
224 (simplify
225  (mult @0 real_minus_onep)
226   (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0)
227        && (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
228            || !COMPLEX_FLOAT_TYPE_P (type)))
229    (negate @0)))
231 /* Transform { 0 or 1 } * { 0 or 1 } into { 0 or 1 } & { 0 or 1 } */
232 (simplify
233  (mult SSA_NAME@1 SSA_NAME@2)
234   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
235        && get_nonzero_bits (@1) == 1
236        && get_nonzero_bits (@2) == 1)
237    (bit_and @1 @2)))
239 /* Transform x * { 0 or 1, 0 or 1, ... } into x & { 0 or -1, 0 or -1, ...},
240    unless the target has native support for the former but not the latter.  */
241 (simplify
242  (mult @0 VECTOR_CST@1)
243  (if (initializer_each_zero_or_onep (@1)
244       && !HONOR_SNANS (type)
245       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
246   (with { tree itype = FLOAT_TYPE_P (type) ? unsigned_type_for (type) : type; }
247    (if (itype
248         && (!VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (type))
249             || (VECTOR_MODE_P (TYPE_MODE (itype))
250                 && optab_handler (and_optab,
251                                   TYPE_MODE (itype)) != CODE_FOR_nothing)))
252     (view_convert (bit_and:itype (view_convert @0)
253                                  (ne @1 { build_zero_cst (type); })))))))
255 (for cmp (gt ge lt le)
256      outp (convert convert negate negate)
257      outn (negate negate convert convert)
258  /* Transform X * (X > 0.0 ? 1.0 : -1.0) into abs(X). */
259  /* Transform X * (X >= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into abs(X). */
260  /* Transform X * (X < 0.0 ? 1.0 : -1.0) into -abs(X). */
261  /* Transform X * (X <= 0.0 ? 1.0 : -1.0) into -abs(X). */
262  (simplify
263   (mult:c @0 (cond (cmp @0 real_zerop) real_onep@1 real_minus_onep))
264   (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
265    (outp (abs @0))))
266  /* Transform X * (X > 0.0 ? -1.0 : 1.0) into -abs(X). */
267  /* Transform X * (X >= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into -abs(X). */
268  /* Transform X * (X < 0.0 ? -1.0 : 1.0) into abs(X). */
269  /* Transform X * (X <= 0.0 ? -1.0 : 1.0) into abs(X). */
270  (simplify
271   (mult:c @0 (cond (cmp @0 real_zerop) real_minus_onep real_onep@1))
272   (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
273    (outn (abs @0)))))
275 /* Transform X * copysign (1.0, X) into abs(X). */
276 (simplify
277  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep @0))
278  (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
279   (abs @0)))
281 /* Transform X * copysign (1.0, -X) into -abs(X). */
282 (simplify
283  (mult:c @0 (COPYSIGN_ALL real_onep (negate @0)))
284  (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
285   (negate (abs @0))))
287 /* Transform copysign (CST, X) into copysign (ABS(CST), X). */
288 (simplify
289  (COPYSIGN_ALL REAL_CST@0 @1)
290  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@0)))
291   (COPYSIGN_ALL (negate @0) @1)))
293 /* X * 1, X / 1 -> X.  */
294 (for op (mult trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
295   (simplify
296     (op @0 integer_onep)
297     (non_lvalue @0)))
299 /* (A / (1 << B)) -> (A >> B).
300    Only for unsigned A.  For signed A, this would not preserve rounding
301    toward zero.
302    For example: (-1 / ( 1 << B)) !=  -1 >> B.
303    Also also widening conversions, like:
304    (A / (unsigned long long) (1U << B)) -> (A >> B)
305    or
306    (A / (unsigned long long) (1 << B)) -> (A >> B).
307    If the left shift is signed, it can be done only if the upper bits
308    of A starting from shift's type sign bit are zero, as
309    (unsigned long long) (1 << 31) is -2147483648ULL, not 2147483648ULL,
310    so it is valid only if A >> 31 is zero.  */
311 (simplify
312  (trunc_div (convert?@0 @3) (convert2? (lshift integer_onep@1 @2)))
313  (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
314       && (!VECTOR_TYPE_P (type)
315           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_vector)
316           || target_supports_op_p (type, RSHIFT_EXPR, optab_scalar))
317       && (useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
318           || (element_precision (type) >= element_precision (TREE_TYPE (@1))
319               && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
320                   || (element_precision (type)
321                       == element_precision (TREE_TYPE (@1)))
322                   || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
323                       && (tree_nonzero_bits (@0)
324                           & wi::mask (element_precision (TREE_TYPE (@1)) - 1,
325                                       true,
326                                       element_precision (type))) == 0)))))
327    (if (!VECTOR_TYPE_P (type)
328         && useless_type_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1))
329         && element_precision (TREE_TYPE (@3)) < element_precision (type))
330     (convert (rshift @3 @2))
331     (rshift @0 @2))))
333 /* Preserve explicit divisions by 0: the C++ front-end wants to detect
334    undefined behavior in constexpr evaluation, and assuming that the division
335    traps enables better optimizations than these anyway.  */
336 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
337  /* 0 / X is always zero.  */
338  (simplify
339   (div integer_zerop@0 @1)
340   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
341   (if (!integer_zerop (@1))
342    @0))
343  /* X / -1 is -X.  */
344  (simplify
345   (div @0 integer_minus_onep@1)
346   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
347    (negate @0)))
348  /* X / bool_range_Y is X.  */ 
349  (simplify
350   (div @0 SSA_NAME@1)
351   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && ssa_name_has_boolean_range (@1))
352    @0))
353  /* X / X is one.  */
354  (simplify
355   (div @0 @0)
356   /* But not for 0 / 0 so that we can get the proper warnings and errors.
357      And not for _Fract types where we can't build 1.  */
358   (if (!integer_zerop (@0) && !ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
359    { build_one_cst (type); }))
360  /* X / abs (X) is X < 0 ? -1 : 1.  */
361  (simplify
362    (div:C @0 (abs @0))
363    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
364         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
365     (cond (lt @0 { build_zero_cst (type); })
366           { build_minus_one_cst (type); } { build_one_cst (type); })))
367  /* X / -X is -1.  */
368  (simplify
369    (div:C @0 (negate @0))
370    (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
371         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
372     { build_minus_one_cst (type); })))
374 /* For unsigned integral types, FLOOR_DIV_EXPR is the same as
375    TRUNC_DIV_EXPR.  Rewrite into the latter in this case.  */
376 (simplify
377  (floor_div @0 @1)
378  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
379       && TYPE_UNSIGNED (type))
380   (trunc_div @0 @1)))
382 /* Combine two successive divisions.  Note that combining ceil_div
383    and floor_div is trickier and combining round_div even more so.  */
384 (for div (trunc_div exact_div)
385  (simplify
386   (div (div@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
387   (with {
388     wi::overflow_type overflow;
389     wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
390                             TYPE_SIGN (type), &overflow);
391    }
392    (if (div == EXACT_DIV_EXPR
393         || optimize_successive_divisions_p (@2, @3))
394     (if (!overflow)
395      (div @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
396      (if (TYPE_UNSIGNED (type)
397           || mul != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
398       { build_zero_cst (type); }))))))
400 /* Combine successive multiplications.  Similar to above, but handling
401    overflow is different.  */
402 (simplify
403  (mult (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
404  (with {
405    wi::overflow_type overflow;
406    wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
407                            TYPE_SIGN (type), &overflow);
408   }
409   /* Skip folding on overflow: the only special case is @1 * @2 == -INT_MIN,
410      otherwise undefined overflow implies that @0 must be zero.  */
411   (if (!overflow || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
412    (mult @0 { wide_int_to_tree (type, mul); }))))
414 /* Optimize A / A to 1.0 if we don't care about
415    NaNs or Infinities.  */
416 (simplify
417  (rdiv @0 @0)
418  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
419       && ! HONOR_NANS (type)
420       && ! HONOR_INFINITIES (type))
421   { build_one_cst (type); }))
423 /* Optimize -A / A to -1.0 if we don't care about
424    NaNs or Infinities.  */
425 (simplify
426  (rdiv:C @0 (negate @0))
427  (if (FLOAT_TYPE_P (type)
428       && ! HONOR_NANS (type)
429       && ! HONOR_INFINITIES (type))
430   { build_minus_one_cst (type); }))
432 /* PR71078: x / abs(x) -> copysign (1.0, x) */
433 (simplify
434  (rdiv:C (convert? @0) (convert? (abs @0)))
435   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
436        && ! HONOR_NANS (type)
437        && ! HONOR_INFINITIES (type))
438    (switch
439     (if (types_match (type, float_type_node))
440      (BUILT_IN_COPYSIGNF { build_one_cst (type); } (convert @0)))
441     (if (types_match (type, double_type_node))
442      (BUILT_IN_COPYSIGN { build_one_cst (type); } (convert @0)))
443     (if (types_match (type, long_double_type_node))
444      (BUILT_IN_COPYSIGNL { build_one_cst (type); } (convert @0))))))
446 /* In IEEE floating point, x/1 is not equivalent to x for snans.  */
447 (simplify
448  (rdiv @0 real_onep)
449  (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
450   (non_lvalue @0)))
452 /* In IEEE floating point, x/-1 is not equivalent to -x for snans.  */
453 (simplify
454  (rdiv @0 real_minus_onep)
455  (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
456   (negate @0)))
458 (if (flag_reciprocal_math)
459  /* Convert (A/B)/C to A/(B*C). */
460  (simplify
461   (rdiv (rdiv:s @0 @1) @2)
462   (rdiv @0 (mult @1 @2)))
464  /* Canonicalize x / (C1 * y) to (x * C2) / y.  */
465  (simplify
466   (rdiv @0 (mult:s @1 REAL_CST@2))
467   (with
468    { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @2); }
469    (if (tem)
470     (rdiv (mult @0 { tem; } ) @1))))
472  /* Convert A/(B/C) to (A/B)*C  */
473  (simplify
474   (rdiv @0 (rdiv:s @1 @2))
475    (mult (rdiv @0 @1) @2)))
477 /* Simplify x / (- y) to -x / y.  */
478 (simplify
479  (rdiv @0 (negate @1))
480  (rdiv (negate @0) @1))
482 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
483  /* Simplify (C / x op 0.0) to x op 0.0 for C != 0, C != Inf/Nan.
484     Since C / x may underflow to zero, do this only for unsafe math.  */
485  (for op (lt le gt ge)
486       neg_op (gt ge lt le)
487   (simplify
488    (op (rdiv REAL_CST@0 @1) real_zerop@2)
489    (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@1) && !HONOR_INFINITIES (@1))
490     (switch
491      (if (real_less (&dconst0, TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
492       (op @1 @2))
493      /* For C < 0, use the inverted operator.  */
494      (if (real_less (TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0))
495       (neg_op @1 @2)))))))
497 /* Optimize (X & (-A)) / A where A is a power of 2, to X >> log2(A) */
498 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
499  (simplify
500   (div (convert? (bit_and @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
501   (if (integer_pow2p (@2)
502        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
503        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
504        && wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@1) == 0)
505    (rshift (convert @0)
506            { build_int_cst (integer_type_node,
507                             wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))); }))))
509 /* If ARG1 is a constant, we can convert this to a multiply by the
510    reciprocal.  This does not have the same rounding properties,
511    so only do this if -freciprocal-math.  We can actually
512    always safely do it if ARG1 is a power of two, but it's hard to
513    tell if it is or not in a portable manner.  */
514 (for cst (REAL_CST COMPLEX_CST VECTOR_CST)
515  (simplify
516   (rdiv @0 cst@1)
517   (if (optimize)
518    (if (flag_reciprocal_math
519         && !real_zerop (@1))
520     (with
521      { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, build_one_cst (type), @1); }
522      (if (tem)
523       (mult @0 { tem; } )))
524     (if (cst != COMPLEX_CST)
525      (with { tree inverse = exact_inverse (type, @1); }
526       (if (inverse)
527        (mult @0 { inverse; } ))))))))
529 (for mod (ceil_mod floor_mod round_mod trunc_mod)
530  /* 0 % X is always zero.  */
531  (simplify
532   (mod integer_zerop@0 @1)
533   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
534   (if (!integer_zerop (@1))
535    @0))
536  /* X % 1 is always zero.  */
537  (simplify
538   (mod @0 integer_onep)
539   { build_zero_cst (type); })
540  /* X % -1 is zero.  */
541  (simplify
542   (mod @0 integer_minus_onep@1)
543   (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
544    { build_zero_cst (type); }))
545  /* X % X is zero.  */
546  (simplify
547   (mod @0 @0)
548   /* But not for 0 % 0 so that we can get the proper warnings and errors.  */
549   (if (!integer_zerop (@0))
550    { build_zero_cst (type); }))
551  /* (X % Y) % Y is just X % Y.  */
552  (simplify
553   (mod (mod@2 @0 @1) @1)
554   @2)
555  /* From extract_muldiv_1: (X * C1) % C2 is zero if C1 is a multiple of C2.  */
556  (simplify
557   (mod (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
558   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
559        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
560        && wi::multiple_of_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
561                              TYPE_SIGN (type)))
562    { build_zero_cst (type); }))
563  /* For (X % C) == 0, if X is signed and C is power of 2, use unsigned
564     modulo and comparison, since it is simpler and equivalent.  */
565  (for cmp (eq ne)
566   (simplify
567    (cmp (mod @0 integer_pow2p@2) integer_zerop@1)
568    (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
569     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
570      (cmp (mod (convert:utype @0) (convert:utype @2)) (convert:utype @1)))))))
572 /* X % -C is the same as X % C.  */
573 (simplify
574  (trunc_mod @0 INTEGER_CST@1)
575   (if (TYPE_SIGN (type) == SIGNED
576        && !TREE_OVERFLOW (@1)
577        && wi::neg_p (wi::to_wide (@1))
578        && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
579        /* Avoid this transformation if C is INT_MIN, i.e. C == -C.  */
580        && !sign_bit_p (@1, @1))
581    (trunc_mod @0 (negate @1))))
583 /* X % -Y is the same as X % Y.  */
584 (simplify
585  (trunc_mod @0 (convert? (negate @1)))
586  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
587       && !TYPE_UNSIGNED (type)
588       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
589       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
590       /* Avoid this transformation if X might be INT_MIN or
591          Y might be -1, because we would then change valid
592          INT_MIN % -(-1) into invalid INT_MIN % -1.  */
593       && (expr_not_equal_to (@0, wi::to_wide (TYPE_MIN_VALUE (type)))
594           || expr_not_equal_to (@1, wi::minus_one (TYPE_PRECISION
595                                                         (TREE_TYPE (@1))))))
596   (trunc_mod @0 (convert @1))))
598 /* X - (X / Y) * Y is the same as X % Y.  */
599 (simplify
600  (minus (convert1? @0) (convert2? (mult:c (trunc_div @@0 @@1) @1)))
601  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (type))
602   (convert (trunc_mod @0 @1))))
604 /* Optimize TRUNC_MOD_EXPR by a power of two into a BIT_AND_EXPR,
605    i.e. "X % C" into "X & (C - 1)", if X and C are positive.
606    Also optimize A % (C << N)  where C is a power of 2,
607    to A & ((C << N) - 1).
608    Also optimize "A shift (B % C)", if C is a power of 2, to
609    "A shift (B & (C - 1))".  SHIFT operation include "<<" and ">>"
610    and assume (B % C) is nonnegative as shifts negative values would
611    be UB.  */
612 (match (power_of_two_cand @1)
613  INTEGER_CST@1)
614 (match (power_of_two_cand @1)
615  (lshift INTEGER_CST@1 @2))
616 (for mod (trunc_mod floor_mod)
617  (for shift (lshift rshift)
618   (simplify
619    (shift @0 (mod @1 (power_of_two_cand@2 @3)))
620    (if (integer_pow2p (@3) && tree_int_cst_sgn (@3) > 0)
621     (shift @0 (bit_and @1 (minus @2 { build_int_cst (TREE_TYPE (@2),
622                                                       1); }))))))
623  (simplify
624   (mod @0 (convert? (power_of_two_cand@1 @2)))
625   (if ((TYPE_UNSIGNED (type) || tree_expr_nonnegative_p (@0))
626        /* Allow any integral conversions of the divisor, except
627           conversion from narrower signed to wider unsigned type
628           where if @1 would be negative power of two, the divisor
629           would not be a power of two.  */
630        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
631        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
632        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
633            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
634            || !TYPE_UNSIGNED (type))
635        && integer_pow2p (@2) && tree_int_cst_sgn (@2) > 0)
636    (with { tree utype = TREE_TYPE (@1);
637            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (utype))
638              utype = unsigned_type_for (utype); }
639     (bit_and @0 (convert (minus (convert:utype @1)
640                                 { build_one_cst (utype); })))))))
642 /* Simplify (unsigned t * 2)/2 -> unsigned t & 0x7FFFFFFF.  */
643 (simplify
644  (trunc_div (mult @0 integer_pow2p@1) @1)
645  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
646   (bit_and @0 { wide_int_to_tree
647                 (type, wi::mask (TYPE_PRECISION (type)
648                                  - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)),
649                                  false, TYPE_PRECISION (type))); })))
651 /* Simplify (unsigned t / 2) * 2 -> unsigned t & ~1.  */
652 (simplify
653  (mult (trunc_div @0 integer_pow2p@1) @1)
654  (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
655   (bit_and @0 (negate @1))))
657 /* Simplify (t * 2) / 2) -> t.  */
658 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div exact_div)
659  (simplify
660   (div (mult:c @0 @1) @1)
661   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type))
662    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
663     @0
664 #if GIMPLE
665     (with
666      {
667        bool overflowed = true;
668        value_range vr0, vr1;
669        if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
670            && get_global_range_query ()->range_of_expr (vr0, @0)
671            && get_global_range_query ()->range_of_expr (vr1, @1)
672            && vr0.kind () == VR_RANGE
673            && vr1.kind () == VR_RANGE)
674          {
675            wide_int wmin0 = vr0.lower_bound ();
676            wide_int wmax0 = vr0.upper_bound ();
677            wide_int wmin1 = vr1.lower_bound ();
678            wide_int wmax1 = vr1.upper_bound ();
679            /* If the multiplication can't overflow/wrap around, then
680               it can be optimized too.  */
681            wi::overflow_type min_ovf, max_ovf;
682            wi::mul (wmin0, wmin1, TYPE_SIGN (type), &min_ovf);
683            wi::mul (wmax0, wmax1, TYPE_SIGN (type), &max_ovf);
684            if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
685              {
686                wi::mul (wmin0, wmax1, TYPE_SIGN (type), &min_ovf);
687                wi::mul (wmax0, wmin1, TYPE_SIGN (type), &max_ovf);
688                if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
689                  overflowed = false;
690              }
691          }
692      }
693     (if (!overflowed)
694      @0))
695 #endif
696    ))))
698 (for op (negate abs)
699  /* Simplify cos(-x) and cos(|x|) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
700  (for coss (COS COSH)
701   (simplify
702    (coss (op @0))
703     (coss @0)))
704  /* Simplify pow(-x, y) and pow(|x|,y) -> pow(x,y) if y is an even integer.  */
705  (for pows (POW)
706   (simplify
707    (pows (op @0) REAL_CST@1)
708    (with { HOST_WIDE_INT n; }
709     (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
710      (pows @0 @1)))))
711  /* Likewise for powi.  */
712  (for pows (POWI)
713   (simplify
714    (pows (op @0) INTEGER_CST@1)
715    (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
716     (pows @0 @1))))
717  /* Strip negate and abs from both operands of hypot.  */
718  (for hypots (HYPOT)
719   (simplify
720    (hypots (op @0) @1)
721    (hypots @0 @1))
722   (simplify
723    (hypots @0 (op @1))
724    (hypots @0 @1)))
725  /* copysign(-x, y) and copysign(abs(x), y) -> copysign(x, y).  */
726  (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
727   (simplify
728    (copysigns (op @0) @1)
729    (copysigns @0 @1))))
731 /* abs(x)*abs(x) -> x*x.  Should be valid for all types.  */
732 (simplify
733  (mult (abs@1 @0) @1)
734  (mult @0 @0))
736 /* Convert absu(x)*absu(x) -> x*x.  */
737 (simplify
738  (mult (absu@1 @0) @1)
739  (mult (convert@2 @0) @2))
741 /* cos(copysign(x, y)) -> cos(x).  Similarly for cosh.  */
742 (for coss (COS COSH)
743      copysigns (COPYSIGN)
744  (simplify
745   (coss (copysigns @0 @1))
746    (coss @0)))
748 /* pow(copysign(x, y), z) -> pow(x, z) if z is an even integer.  */
749 (for pows (POW)
750      copysigns (COPYSIGN)
751  (simplify
752   (pows (copysigns @0 @2) REAL_CST@1)
753   (with { HOST_WIDE_INT n; }
754    (if (real_isinteger (&TREE_REAL_CST (@1), &n) && (n & 1) == 0)
755     (pows @0 @1)))))
756 /* Likewise for powi.  */
757 (for pows (POWI)
758      copysigns (COPYSIGN)
759  (simplify
760   (pows (copysigns @0 @2) INTEGER_CST@1)
761   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) == 0)
762    (pows @0 @1))))
764 (for hypots (HYPOT)
765      copysigns (COPYSIGN)
766  /* hypot(copysign(x, y), z) -> hypot(x, z).  */
767  (simplify
768   (hypots (copysigns @0 @1) @2)
769   (hypots @0 @2))
770  /* hypot(x, copysign(y, z)) -> hypot(x, y).  */
771  (simplify
772   (hypots @0 (copysigns @1 @2))
773   (hypots @0 @1)))
775 /* copysign(x, CST) -> [-]abs (x).  */
776 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
777  (simplify
778   (copysigns @0 REAL_CST@1)
779   (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
780    (negate (abs @0))
781    (abs @0))))
783 /* copysign(copysign(x, y), z) -> copysign(x, z).  */
784 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
785  (simplify
786   (copysigns (copysigns @0 @1) @2)
787   (copysigns @0 @2)))
789 /* copysign(x,y)*copysign(x,y) -> x*x.  */
790 (for copysigns (COPYSIGN_ALL)
791  (simplify
792   (mult (copysigns@2 @0 @1) @2)
793   (mult @0 @0)))
795 /* ccos(-x) -> ccos(x).  Similarly for ccosh.  */
796 (for ccoss (CCOS CCOSH)
797  (simplify
798   (ccoss (negate @0))
799    (ccoss @0)))
801 /* cabs(-x) and cos(conj(x)) -> cabs(x).  */
802 (for ops (conj negate)
803  (for cabss (CABS)
804   (simplify
805    (cabss (ops @0))
806    (cabss @0))))
808 /* Fold (a * (1 << b)) into (a << b)  */
809 (simplify
810  (mult:c @0 (convert? (lshift integer_onep@1 @2)))
811   (if (! FLOAT_TYPE_P (type)
812        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
813    (lshift @0 @2)))
815 /* Fold (1 << (C - x)) where C = precision(type) - 1
816    into ((1 << C) >> x). */
817 (simplify
818  (lshift integer_onep@0 (minus@1 INTEGER_CST@2 @3))
819   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
820        && wi::eq_p (wi::to_wide (@2), TYPE_PRECISION (type) - 1)
821        && single_use (@1))
822    (if (TYPE_UNSIGNED (type))
823      (rshift (lshift @0 @2) @3)
824    (with
825     { tree utype = unsigned_type_for (type); }
826     (convert (rshift (lshift (convert:utype @0) @2) @3))))))
828 /* Fold (C1/X)*C2 into (C1*C2)/X.  */
829 (simplify
830  (mult (rdiv@3 REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
831   (if (flag_associative_math
832        && single_use (@3))
833    (with
834     { tree tem = const_binop (MULT_EXPR, type, @0, @2); }
835     (if (tem)
836      (rdiv { tem; } @1)))))
838 /* Simplify ~X & X as zero.  */
839 (simplify
840  (bit_and:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
841   { build_zero_cst (type); })
843 /* PR71636: Transform x & ((1U << b) - 1) -> x & ~(~0U << b);  */
844 (simplify
845   (bit_and:c @0 (plus:s (lshift:s integer_onep @1) integer_minus_onep))
846   (if (TYPE_UNSIGNED (type))
847     (bit_and @0 (bit_not (lshift { build_all_ones_cst (type); } @1)))))
849 (for bitop (bit_and bit_ior)
850      cmp (eq ne)
851  /* PR35691: Transform
852     (x == 0 & y == 0) -> (x | typeof(x)(y)) == 0.
853     (x != 0 | y != 0) -> (x | typeof(x)(y)) != 0.  */
854  (simplify
855   (bitop (cmp @0 integer_zerop@2) (cmp @1 integer_zerop))
856    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
857         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
858         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
859     (cmp (bit_ior @0 (convert @1)) @2)))
860  /* Transform:
861     (x == -1 & y == -1) -> (x & typeof(x)(y)) == -1.
862     (x != -1 | y != -1) -> (x & typeof(x)(y)) != -1.  */
863  (simplify
864   (bitop (cmp @0 integer_all_onesp@2) (cmp @1 integer_all_onesp))
865    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
866         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
867         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
868     (cmp (bit_and @0 (convert @1)) @2))))
870 /* Fold (A & ~B) - (A & B) into (A ^ B) - B.  */
871 (simplify
872  (minus (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_and:cs @0 @1))
873   (minus (bit_xor @0 @1) @1))
874 (simplify
875  (minus (bit_and:s @0 INTEGER_CST@2) (bit_and:s @0 INTEGER_CST@1))
876  (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
877   (minus (bit_xor @0 @1) @1)))
879 /* Fold (A & B) - (A & ~B) into B - (A ^ B).  */
880 (simplify
881  (minus (bit_and:cs @0 @1) (bit_and:cs @0 (bit_not @1)))
882   (minus @1 (bit_xor @0 @1)))
884 /* Simplify (X & ~Y) |^+ (~X & Y) -> X ^ Y.  */
885 (for op (bit_ior bit_xor plus)
886  (simplify
887   (op (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_and:c (bit_not @0) @1))
888    (bit_xor @0 @1))
889  (simplify
890   (op:c (bit_and @0 INTEGER_CST@2) (bit_and (bit_not @0) INTEGER_CST@1))
891   (if (~wi::to_wide (@2) == wi::to_wide (@1))
892    (bit_xor @0 @1))))
894 /* PR53979: Transform ((a ^ b) | a) -> (a | b) */
895 (simplify
896   (bit_ior:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
897   (bit_ior @0 @1))
899 /* (a & ~b) | (a ^ b)  -->  a ^ b  */
900 (simplify
901  (bit_ior:c (bit_and:c @0 (bit_not @1)) (bit_xor:c@2 @0 @1))
902  @2)
904 /* (a & ~b) ^ ~a  -->  ~(a & b)  */
905 (simplify
906  (bit_xor:c (bit_and:cs @0 (bit_not @1)) (bit_not @0))
907  (bit_not (bit_and @0 @1)))
909 /* (~a & b) ^ a  -->   (a | b)   */
910 (simplify
911  (bit_xor:c (bit_and:cs (bit_not @0) @1) @0)
912  (bit_ior @0 @1))
914 /* (a | b) & ~(a ^ b)  -->  a & b  */
915 (simplify
916  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_xor:c @0 @1)))
917  (bit_and @0 @1))
919 /* a | ~(a ^ b)  -->  a | ~b  */
920 (simplify
921  (bit_ior:c @0 (bit_not:s (bit_xor:c @0 @1)))
922  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
924 /* (a | b) | (a &^ b)  -->  a | b  */
925 (for op (bit_and bit_xor)
926  (simplify
927   (bit_ior:c (bit_ior@2 @0 @1) (op:c @0 @1))
928   @2))
930 /* (a & b) | ~(a ^ b)  -->  ~(a ^ b)  */
931 (simplify
932  (bit_ior:c (bit_and:c @0 @1) (bit_not@2 (bit_xor @0 @1)))
933  @2)
935 /* ~(~a & b)  -->  a | ~b  */
936 (simplify
937  (bit_not (bit_and:cs (bit_not @0) @1))
938  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
940 /* ~(~a | b) --> a & ~b */
941 (simplify
942  (bit_not (bit_ior:cs (bit_not @0) @1))
943  (bit_and @0 (bit_not @1)))
945 /* (a ^ b) & ((b ^ c) ^ a) --> (a ^ b) & ~c */
946 (simplify
947  (bit_and:c (bit_xor:c@3 @0 @1) (bit_xor:cs (bit_xor:cs @1 @2) @0))
948  (bit_and @3 (bit_not @2)))
950 /* (a ^ b) | ((b ^ c) ^ a) --> (a ^ b) | c */
951 (simplify
952  (bit_ior:c (bit_xor:c@3 @0 @1) (bit_xor:c (bit_xor:c @1 @2) @0))
953  (bit_ior @3 @2))
955 #if GIMPLE
956 /* (~X | C) ^ D -> (X | C) ^ (~D ^ C) if (~D ^ C) can be simplified.  */
957 (simplify
958  (bit_xor:c (bit_ior:cs (bit_not:s @0) @1) @2)
959   (bit_xor (bit_ior @0 @1) (bit_xor! (bit_not! @2) @1)))
961 /* (~X & C) ^ D -> (X & C) ^ (D ^ C) if (D ^ C) can be simplified.  */
962 (simplify
963  (bit_xor:c (bit_and:cs (bit_not:s @0) @1) @2)
964   (bit_xor (bit_and @0 @1) (bit_xor! @2 @1)))
966 /* Simplify (~X & Y) to X ^ Y if we know that (X & ~Y) is 0.  */
967 (simplify
968  (bit_and (bit_not SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
969  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
970       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
971   (bit_xor @0 @1)))
972 #endif
974 /* For constants M and N, if M == (1LL << cst) - 1 && (N & M) == M,
975    ((A & N) + B) & M -> (A + B) & M
976    Similarly if (N & M) == 0,
977    ((A | N) + B) & M -> (A + B) & M
978    and for - instead of + (or unary - instead of +)
979    and/or ^ instead of |.
980    If B is constant and (B & M) == 0, fold into A & M.  */
981 (for op (plus minus)
982  (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
983   (simplify
984    (bit_and (op:s (bitop:s@0 @3 INTEGER_CST@4) @1) INTEGER_CST@2)
985     (with
986      { tree pmop[2];
987        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, bitop,
988                                        @3, @4, @1, ERROR_MARK, NULL_TREE,
989                                        NULL_TREE, pmop); }
990      (if (utype)
991       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
992                             (convert:utype { pmop[1]; }))
993                         (convert:utype @2))))))
994   (simplify
995    (bit_and (op:s @0 (bitop:s@1 @3 INTEGER_CST@4)) INTEGER_CST@2)
996     (with
997      { tree pmop[2];
998        tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
999                                        NULL_TREE, NULL_TREE, @1, bitop, @3,
1000                                        @4, pmop); }
1001      (if (utype)
1002       (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
1003                             (convert:utype { pmop[1]; }))
1004                         (convert:utype @2)))))))
1005  (simplify
1006   (bit_and (op:s @0 @1) INTEGER_CST@2)
1007    (with
1008     { tree pmop[2];
1009       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @2, op, @0, ERROR_MARK,
1010                                       NULL_TREE, NULL_TREE, @1, ERROR_MARK,
1011                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
1012     (if (utype)
1013      (convert (bit_and (op (convert:utype { pmop[0]; })
1014                            (convert:utype { pmop[1]; }))
1015                        (convert:utype @2)))))))
1016 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1017  (simplify
1018   (bit_and (negate:s (bitop:s@0 @2 INTEGER_CST@3)) INTEGER_CST@1)
1019    (with
1020     { tree pmop[2];
1021       tree utype = fold_bit_and_mask (TREE_TYPE (@0), @1, NEGATE_EXPR, @0,
1022                                       bitop, @2, @3, NULL_TREE, ERROR_MARK,
1023                                       NULL_TREE, NULL_TREE, pmop); }
1024     (if (utype)
1025      (convert (bit_and (negate (convert:utype { pmop[0]; }))
1026                        (convert:utype @1)))))))
1028 /* X % Y is smaller than Y.  */
1029 (for cmp (lt ge)
1030  (simplify
1031   (cmp (trunc_mod @0 @1) @1)
1032   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1033    { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR, type); })))
1034 (for cmp (gt le)
1035  (simplify
1036   (cmp @1 (trunc_mod @0 @1))
1037   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1038    { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR, type); })))
1040 /* x | ~0 -> ~0  */
1041 (simplify
1042  (bit_ior @0 integer_all_onesp@1)
1043  @1)
1045 /* x | 0 -> x  */
1046 (simplify
1047  (bit_ior @0 integer_zerop)
1048  @0)
1050 /* x & 0 -> 0  */
1051 (simplify
1052  (bit_and @0 integer_zerop@1)
1053  @1)
1055 /* ~x | x -> -1 */
1056 /* ~x ^ x -> -1 */
1057 /* ~x + x -> -1 */
1058 (for op (bit_ior bit_xor plus)
1059  (simplify
1060   (op:c (convert? @0) (convert? (bit_not @0)))
1061   (convert { build_all_ones_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1063 /* x ^ x -> 0 */
1064 (simplify
1065   (bit_xor @0 @0)
1066   { build_zero_cst (type); })
1068 /* Canonicalize X ^ ~0 to ~X.  */
1069 (simplify
1070   (bit_xor @0 integer_all_onesp@1)
1071   (bit_not @0))
1073 /* x & ~0 -> x  */
1074 (simplify
1075  (bit_and @0 integer_all_onesp)
1076   (non_lvalue @0))
1078 /* x & x -> x,  x | x -> x  */
1079 (for bitop (bit_and bit_ior)
1080  (simplify
1081   (bitop @0 @0)
1082   (non_lvalue @0)))
1084 /* x & C -> x if we know that x & ~C == 0.  */
1085 #if GIMPLE
1086 (simplify
1087  (bit_and SSA_NAME@0 INTEGER_CST@1)
1088  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1089       && wi::bit_and_not (get_nonzero_bits (@0), wi::to_wide (@1)) == 0)
1090   @0))
1091 #endif
1093 /* ~(~X - Y) -> X + Y and ~(~X + Y) -> X - Y.  */
1094 (simplify
1095  (bit_not (minus (bit_not @0) @1))
1096  (plus @0 @1))
1097 (simplify
1098  (bit_not (plus:c (bit_not @0) @1))
1099  (minus @0 @1))
1101 /* ~(X - Y) -> ~X + Y.  */
1102 (simplify
1103  (bit_not (minus:s @0 @1))
1104  (plus (bit_not @0) @1))
1105 (simplify
1106  (bit_not (plus:s @0 INTEGER_CST@1))
1107  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1108        && TYPE_UNSIGNED (type))
1109       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1110           && may_negate_without_overflow_p (@1)))
1111   (plus (bit_not @0) { const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); })))
1113 #if GIMPLE
1114 /* ~X + Y -> (Y - X) - 1.  */
1115 (simplify
1116  (plus:c (bit_not @0) @1)
1117   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
1118        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
1119        /* -1 - X is folded to ~X, so we'd recurse endlessly.  */
1120        && !integer_all_onesp (@1))
1121    (plus (minus @1 @0) { build_minus_one_cst (type); })
1122    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1123         && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1124         && wi::to_wide (@1) != wi::min_value (TYPE_PRECISION (type),
1125                                               SIGNED))
1126     (minus (plus @1 { build_minus_one_cst (type); }) @0))))
1128 /* ~(X >> Y) -> ~X >> Y if ~X can be simplified.  */
1129 (simplify
1130  (bit_not (rshift:s @0 @1))
1131   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1132    (rshift (bit_not! @0) @1)
1133    /* For logical right shifts, this is possible only if @0 doesn't
1134       have MSB set and the logical right shift is changed into
1135       arithmetic shift.  */
1136    (if (!wi::neg_p (tree_nonzero_bits (@0)))
1137     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1138      (convert (rshift (bit_not! (convert:stype @0)) @1))))))
1139 #endif
1141 /* x + (x & 1) -> (x + 1) & ~1 */
1142 (simplify
1143  (plus:c @0 (bit_and:s @0 integer_onep@1))
1144  (bit_and (plus @0 @1) (bit_not @1)))
1146 /* x & ~(x & y) -> x & ~y */
1147 /* x | ~(x | y) -> x | ~y  */
1148 (for bitop (bit_and bit_ior)
1149  (simplify
1150   (bitop:c @0 (bit_not (bitop:cs @0 @1)))
1151   (bitop @0 (bit_not @1))))
1153 /* (~x & y) | ~(x | y) -> ~x */
1154 (simplify
1155  (bit_ior:c (bit_and:c (bit_not@2 @0) @1) (bit_not (bit_ior:c @0 @1)))
1156  @2)
1158 /* (x | y) ^ (x | ~y) -> ~x */
1159 (simplify
1160  (bit_xor:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1161  (bit_not @0))
1163 /* (x & y) | ~(x | y) -> ~(x ^ y) */
1164 (simplify
1165  (bit_ior:c (bit_and:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1166  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1168 /* (~x | y) ^ (x ^ y) -> x | ~y */
1169 (simplify
1170  (bit_xor:c (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_xor:s @0 @1))
1171  (bit_ior @0 (bit_not @1)))
1173 /* (x ^ y) | ~(x | y) -> ~(x & y) */
1174 (simplify
1175  (bit_ior:c (bit_xor:s @0 @1) (bit_not:s (bit_ior:s @0 @1)))
1176  (bit_not (bit_and @0 @1)))
1178 /* (x | y) & ~x -> y & ~x */
1179 /* (x & y) | ~x -> y | ~x */
1180 (for bitop (bit_and bit_ior)
1181      rbitop (bit_ior bit_and)
1182  (simplify
1183   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) (bit_not@2 @0))
1184   (bitop @1 @2)))
1186 /* (x & y) ^ (x | y) -> x ^ y */
1187 (simplify
1188  (bit_xor:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1189  (bit_xor @0 @1))
1191 /* (x ^ y) ^ (x | y) -> x & y */
1192 (simplify
1193  (bit_xor:c (bit_xor @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1194  (bit_and @0 @1))
1196 /* (x & y) + (x ^ y) -> x | y */
1197 /* (x & y) | (x ^ y) -> x | y */
1198 /* (x & y) ^ (x ^ y) -> x | y */
1199 (for op (plus bit_ior bit_xor)
1200  (simplify
1201   (op:c (bit_and @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1202   (bit_ior @0 @1)))
1204 /* (x & y) + (x | y) -> x + y */
1205 (simplify
1206  (plus:c (bit_and @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1207  (plus @0 @1))
1209 /* (x + y) - (x | y) -> x & y */
1210 (simplify
1211  (minus (plus @0 @1) (bit_ior @0 @1))
1212  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1213       && !TYPE_SATURATING (type))
1214   (bit_and @0 @1)))
1216 /* (x + y) - (x & y) -> x | y */
1217 (simplify
1218  (minus (plus @0 @1) (bit_and @0 @1))
1219  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1220       && !TYPE_SATURATING (type))
1221   (bit_ior @0 @1)))
1223 /* (x | y) - y -> (x & ~y) */
1224 (simplify
1225  (minus (bit_ior:cs @0 @1) @1)
1226  (bit_and @0 (bit_not @1)))
1228 /* (x | y) - (x ^ y) -> x & y */
1229 (simplify
1230  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_xor @0 @1))
1231  (bit_and @0 @1))
1233 /* (x | y) - (x & y) -> x ^ y */
1234 (simplify
1235  (minus (bit_ior @0 @1) (bit_and @0 @1))
1236  (bit_xor @0 @1))
1238 /* (x | y) & ~(x & y) -> x ^ y */
1239 (simplify
1240  (bit_and:c (bit_ior @0 @1) (bit_not (bit_and @0 @1)))
1241  (bit_xor @0 @1))
1243 /* (x | y) & (~x ^ y) -> x & y */
1244 (simplify
1245  (bit_and:c (bit_ior:c @0 @1) (bit_xor:c @1 (bit_not @0)))
1246  (bit_and @0 @1))
1248 /* (~x | y) & (x | ~y) -> ~(x ^ y) */
1249 (simplify
1250  (bit_and (bit_ior:cs (bit_not @0) @1) (bit_ior:cs @0 (bit_not @1)))
1251  (bit_not (bit_xor @0 @1)))
1253 /* (~x | y) ^ (x | ~y) -> x ^ y */
1254 (simplify
1255  (bit_xor (bit_ior:c (bit_not @0) @1) (bit_ior:c @0 (bit_not @1)))
1256  (bit_xor @0 @1))
1258 /* ((x & y) - (x | y)) - 1 -> ~(x ^ y) */
1259 (simplify
1260  (plus (nop_convert1? (minus@2 (nop_convert2? (bit_and:c @0 @1))
1261                               (nop_convert2? (bit_ior @0 @1))))
1262        integer_all_onesp)
1263  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1264       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1265       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1266       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1267  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1268 (simplify
1269  (minus (nop_convert1? (plus@2 (nop_convert2? (bit_and:c @0 @1))
1270                                integer_all_onesp))
1271        (nop_convert3? (bit_ior @0 @1)))
1272  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1273       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1274       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1275       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1276  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1277 (simplify
1278  (minus (nop_convert1? (bit_and @0 @1))
1279        (nop_convert2? (plus@2 (nop_convert3? (bit_ior:c @0 @1))
1280                                integer_onep)))
1281  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type) && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
1282       && !TYPE_SATURATING (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2))
1283       && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@2))
1284       && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@2)))
1285  (bit_not (convert (bit_xor @0 @1)))))
1287 /* ~x & ~y -> ~(x | y)
1288    ~x | ~y -> ~(x & y) */
1289 (for op (bit_and bit_ior)
1290      rop (bit_ior bit_and)
1291  (simplify
1292   (op (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1293   (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1294        && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1295    (bit_not (rop (convert @0) (convert @1))))))
1297 /* If we are XORing or adding two BIT_AND_EXPR's, both of which are and'ing
1298    with a constant, and the two constants have no bits in common,
1299    we should treat this as a BIT_IOR_EXPR since this may produce more
1300    simplifications.  */
1301 (for op (bit_xor plus)
1302  (simplify
1303   (op (convert1? (bit_and@4 @0 INTEGER_CST@1))
1304       (convert2? (bit_and@5 @2 INTEGER_CST@3)))
1305   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1306        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1307        && (wi::to_wide (@1) & wi::to_wide (@3)) == 0)
1308    (bit_ior (convert @4) (convert @5)))))
1310 /* (X | Y) ^ X -> Y & ~ X*/
1311 (simplify
1312  (bit_xor:c (convert1? (bit_ior:c @@0 @1)) (convert2? @0))
1313  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1314   (convert (bit_and @1 (bit_not @0)))))
1316 /* Convert ~X ^ ~Y to X ^ Y.  */
1317 (simplify
1318  (bit_xor (convert1? (bit_not @0)) (convert2? (bit_not @1)))
1319  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1320       && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
1321   (bit_xor (convert @0) (convert @1))))
1323 /* Convert ~X ^ C to X ^ ~C.  */
1324 (simplify
1325  (bit_xor (convert? (bit_not @0)) INTEGER_CST@1)
1326  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1327   (bit_xor (convert @0) (bit_not @1))))
1329 /* Fold (X & Y) ^ Y and (X ^ Y) & Y as ~X & Y.  */
1330 (for opo (bit_and bit_xor)
1331      opi (bit_xor bit_and)
1332  (simplify
1333   (opo:c (opi:cs @0 @1) @1)
1334   (bit_and (bit_not @0) @1)))
1336 /* Given a bit-wise operation CODE applied to ARG0 and ARG1, see if both
1337    operands are another bit-wise operation with a common input.  If so,
1338    distribute the bit operations to save an operation and possibly two if
1339    constants are involved.  For example, convert
1340      (A | B) & (A | C) into A | (B & C)
1341    Further simplification will occur if B and C are constants.  */
1342 (for op (bit_and bit_ior bit_xor)
1343      rop (bit_ior bit_and bit_and)
1344  (simplify
1345   (op (convert? (rop:c @@0 @1)) (convert? (rop:c @0 @2)))
1346   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1347        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1348    (rop (convert @0) (op (convert @1) (convert @2))))))
1350 /* Some simple reassociation for bit operations, also handled in reassoc.  */
1351 /* (X & Y) & Y -> X & Y
1352    (X | Y) | Y -> X | Y  */
1353 (for op (bit_and bit_ior)
1354  (simplify
1355   (op:c (convert1?@2 (op:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1356   @2))
1357 /* (X ^ Y) ^ Y -> X  */
1358 (simplify
1359  (bit_xor:c (convert1? (bit_xor:c @0 @@1)) (convert2? @1))
1360  (convert @0))
1361 /* (X & Y) & (X & Z) -> (X & Y) & Z
1362    (X | Y) | (X | Z) -> (X | Y) | Z  */
1363 (for op (bit_and bit_ior)
1364  (simplify
1365   (op (convert1?@3 (op:c@4 @0 @1)) (convert2?@5 (op:c@6 @0 @2)))
1366   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1367        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1368    (if (single_use (@5) && single_use (@6))
1369     (op @3 (convert @2))
1370     (if (single_use (@3) && single_use (@4))
1371      (op (convert @1) @5))))))
1372 /* (X ^ Y) ^ (X ^ Z) -> Y ^ Z  */
1373 (simplify
1374  (bit_xor (convert1? (bit_xor:c @0 @1)) (convert2? (bit_xor:c @0 @2)))
1375  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
1376       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2)))
1377   (bit_xor (convert @1) (convert @2))))
1379 /* Convert abs (abs (X)) into abs (X).
1380    also absu (absu (X)) into absu (X).  */
1381 (simplify
1382  (abs (abs@1 @0))
1383  @1)
1385 (simplify
1386  (absu (convert@2 (absu@1 @0)))
1387  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@1)))
1388   @1))
1390 /* Convert abs[u] (-X) -> abs[u] (X).  */
1391 (simplify
1392  (abs (negate @0))
1393  (abs @0))
1395 (simplify
1396  (absu (negate @0))
1397  (absu @0))
1399 /* Convert abs[u] (X)  where X is nonnegative -> (X).  */
1400 (simplify
1401  (abs tree_expr_nonnegative_p@0)
1402  @0)
1404 (simplify
1405  (absu tree_expr_nonnegative_p@0)
1406  (convert @0))
1408 /* Simplify (-(X < 0) | 1) * X into abs (X).  */
1409 (simplify
1410  (mult:c (bit_ior (negate (convert? (lt @0 integer_zerop))) integer_onep) @0)
1411  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && !TYPE_UNSIGNED (type))
1412   (abs @0)))
1414 /* Similarly (-(X < 0) | 1U) * X into absu (X).  */
1415 (simplify
1416  (mult:c (bit_ior (nop_convert (negate (convert? (lt @0 integer_zerop))))
1417                   integer_onep) (nop_convert @0))
1418  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
1419       && TYPE_UNSIGNED (type)
1420       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1421       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1422   (absu @0)))
1424 /* A few cases of fold-const.c negate_expr_p predicate.  */
1425 (match negate_expr_p
1426  INTEGER_CST
1427  (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type)
1428        && TYPE_UNSIGNED (type))
1429       || (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
1430           && may_negate_without_overflow_p (t)))))
1431 (match negate_expr_p
1432  FIXED_CST)
1433 (match negate_expr_p
1434  (negate @0)
1435  (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))))
1436 (match negate_expr_p
1437  REAL_CST
1438  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (t)))))
1439 /* VECTOR_CST handling of non-wrapping types would recurse in unsupported
1440    ways.  */
1441 (match negate_expr_p
1442  VECTOR_CST
1443  (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (type)) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))))
1444 (match negate_expr_p
1445  (minus @0 @1)
1446  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
1447       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1448           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1449           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))))
1451 /* (-A) * (-B) -> A * B  */
1452 (simplify
1453  (mult:c (convert1? (negate @0)) (convert2? negate_expr_p@1))
1454   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1455        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1456    (mult (convert @0) (convert (negate @1)))))
1458 /* -(A + B) -> (-B) - A.  */
1459 (simplify
1460  (negate (plus:c @0 negate_expr_p@1))
1461  (if (!HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1462       && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
1463   (minus (negate @1) @0)))
1465 /* -(A - B) -> B - A.  */
1466 (simplify
1467  (negate (minus @0 @1))
1468  (if ((ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
1469       || (FLOAT_TYPE_P (type)
1470           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1471           && !HONOR_SIGNED_ZEROS (type)))
1472   (minus @1 @0)))
1473 (simplify
1474  (negate (pointer_diff @0 @1))
1475  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type))
1476   (pointer_diff @1 @0)))
1478 /* A - B -> A + (-B) if B is easily negatable.  */
1479 (simplify
1480  (minus @0 negate_expr_p@1)
1481  (if (!FIXED_POINT_TYPE_P (type))
1482  (plus @0 (negate @1))))
1484 /* Other simplifications of negation (c.f. fold_negate_expr_1).  */
1485 (simplify
1486  (negate (mult:c@0 @1 negate_expr_p@2))
1487  (if (! TYPE_UNSIGNED (type)
1488       && ! HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1489       && single_use (@0))
1490   (mult @1 (negate @2))))
1492 (simplify
1493  (negate (rdiv@0 @1 negate_expr_p@2))
1494  (if (! HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1495       && single_use (@0))
1496   (rdiv @1 (negate @2))))
1498 (simplify
1499  (negate (rdiv@0 negate_expr_p@1 @2))
1500  (if (! HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)
1501       && single_use (@0))
1502   (rdiv (negate @1) @2)))
1504 /* Fold -((int)x >> (prec - 1)) into (unsigned)x >> (prec - 1).  */
1505 (simplify
1506  (negate (convert? (rshift @0 INTEGER_CST@1)))
1507  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1508       && wi::to_wide (@1) == element_precision (type) - 1)
1509   (with { tree stype = TREE_TYPE (@0);
1510           tree ntype = TYPE_UNSIGNED (stype) ? signed_type_for (stype)
1511                                              : unsigned_type_for (stype); }
1512    (convert (rshift:ntype (convert:ntype @0) @1)))))
1514 /* Try to fold (type) X op CST -> (type) (X op ((type-x) CST))
1515    when profitable.
1516    For bitwise binary operations apply operand conversions to the
1517    binary operation result instead of to the operands.  This allows
1518    to combine successive conversions and bitwise binary operations.
1519    We combine the above two cases by using a conditional convert.  */
1520 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1521  (simplify
1522   (bitop (convert@2 @0) (convert?@3 @1))
1523   (if (((TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1524          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1525          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
1526         || types_match (@0, @1))
1527        /* ???  This transform conflicts with fold-const.c doing
1528           Convert (T)(x & c) into (T)x & (T)c, if c is an integer
1529           constants (if x has signed type, the sign bit cannot be set
1530           in c).  This folds extension into the BIT_AND_EXPR.
1531           Restrict it to GIMPLE to avoid endless recursions.  */
1532        && (bitop != BIT_AND_EXPR || GIMPLE)
1533        && (/* That's a good idea if the conversion widens the operand, thus
1534               after hoisting the conversion the operation will be narrower.  */
1535            TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) < TYPE_PRECISION (type)
1536            /* It's also a good idea if the conversion is to a non-integer
1537               mode.  */
1538            || GET_MODE_CLASS (TYPE_MODE (type)) != MODE_INT
1539            /* Or if the precision of TO is not the same as the precision
1540               of its mode.  */
1541            || !type_has_mode_precision_p (type)
1542            /* In GIMPLE, getting rid of 2 conversions for one new results
1543               in smaller IL.  */
1544            || (GIMPLE
1545                && TREE_CODE (@1) != INTEGER_CST
1546                && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1547                && single_use (@2)
1548                && single_use (@3))))
1549    (convert (bitop @0 (convert @1)))))
1550  /* In GIMPLE, getting rid of 2 conversions for one new results
1551     in smaller IL.  */
1552  (simplify
1553   (convert (bitop:cs@2 (nop_convert:s @0) @1))
1554   (if (GIMPLE
1555        && TREE_CODE (@1) != INTEGER_CST
1556        && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
1557        && types_match (type, @0))
1558    (bitop @0 (convert @1)))))
1560 (for bitop (bit_and bit_ior)
1561      rbitop (bit_ior bit_and)
1562   /* (x | y) & x -> x */
1563   /* (x & y) | x -> x */
1564  (simplify
1565   (bitop:c (rbitop:c @0 @1) @0)
1566   @0)
1567  /* (~x | y) & x -> x & y */
1568  /* (~x & y) | x -> x | y */
1569  (simplify
1570   (bitop:c (rbitop:c (bit_not @0) @1) @0)
1571   (bitop @0 @1)))
1573 /* ((x | y) & z) | x -> (z & y) | x */
1574 (simplify
1575   (bit_ior:c (bit_and:cs (bit_ior:cs @0 @1) @2) @0)
1576   (bit_ior (bit_and @2 @1) @0))
1578 /* (x | CST1) & CST2 -> (x & CST2) | (CST1 & CST2) */
1579 (simplify
1580   (bit_and (bit_ior @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1581   (bit_ior (bit_and @0 @2) (bit_and @1 @2)))
1583 /* Combine successive equal operations with constants.  */
1584 (for bitop (bit_and bit_ior bit_xor)
1585  (simplify
1586   (bitop (bitop @0 CONSTANT_CLASS_P@1) CONSTANT_CLASS_P@2)
1587   (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
1588    /* This is the canonical form regardless of whether (bitop @1 @2) can be
1589       folded to a constant.  */
1590    (bitop @0 (bitop @1 @2))
1591    /* In this case we have three constants and (bitop @0 @1) doesn't fold
1592       to a constant.  This can happen if @0 or @1 is a POLY_INT_CST and if
1593       the values involved are such that the operation can't be decided at
1594       compile time.  Try folding one of @0 or @1 with @2 to see whether
1595       that combination can be decided at compile time.
1597       Keep the existing form if both folds fail, to avoid endless
1598       oscillation.  */
1599    (with { tree cst1 = const_binop (bitop, type, @0, @2); }
1600     (if (cst1)
1601      (bitop @1 { cst1; })
1602      (with { tree cst2 = const_binop (bitop, type, @1, @2); }
1603       (if (cst2)
1604        (bitop @0 { cst2; }))))))))
1606 /* Try simple folding for X op !X, and X op X with the help
1607    of the truth_valued_p and logical_inverted_value predicates.  */
1608 (match truth_valued_p
1609  @0
1610  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1)))
1611 (for op (tcc_comparison truth_and truth_andif truth_or truth_orif truth_xor)
1612  (match truth_valued_p
1613   (op @0 @1)))
1614 (match truth_valued_p
1615   (truth_not @0))
1617 (match (logical_inverted_value @0)
1618  (truth_not @0))
1619 (match (logical_inverted_value @0)
1620  (bit_not truth_valued_p@0))
1621 (match (logical_inverted_value @0)
1622  (eq @0 integer_zerop))
1623 (match (logical_inverted_value @0)
1624  (ne truth_valued_p@0 integer_truep))
1625 (match (logical_inverted_value @0)
1626  (bit_xor truth_valued_p@0 integer_truep))
1628 /* X & !X -> 0.  */
1629 (simplify
1630  (bit_and:c @0 (logical_inverted_value @0))
1631  { build_zero_cst (type); })
1632 /* X | !X and X ^ !X -> 1, , if X is truth-valued.  */
1633 (for op (bit_ior bit_xor)
1634  (simplify
1635   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1636   { constant_boolean_node (true, type); }))
1637 /* X ==/!= !X is false/true.  */
1638 (for op (eq ne)
1639  (simplify
1640   (op:c truth_valued_p@0 (logical_inverted_value @0))
1641   { constant_boolean_node (op == NE_EXPR ? true : false, type); }))
1643 /* ~~x -> x */
1644 (simplify
1645   (bit_not (bit_not @0))
1646   @0)
1648 /* Convert ~ (-A) to A - 1.  */
1649 (simplify
1650  (bit_not (convert? (negate @0)))
1651  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1652       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1653   (convert (minus @0 { build_each_one_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1655 /* Convert - (~A) to A + 1.  */
1656 (simplify
1657  (negate (nop_convert? (bit_not @0)))
1658  (plus (view_convert @0) { build_each_one_cst (type); }))
1660 /* Convert ~ (A - 1) or ~ (A + -1) to -A.  */
1661 (simplify
1662  (bit_not (convert? (minus @0 integer_each_onep)))
1663  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1664       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1665   (convert (negate @0))))
1666 (simplify
1667  (bit_not (convert? (plus @0 integer_all_onesp)))
1668  (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
1669       || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
1670   (convert (negate @0))))
1672 /* Part of convert ~(X ^ Y) to ~X ^ Y or X ^ ~Y if ~X or ~Y simplify.  */
1673 (simplify
1674  (bit_not (convert? (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)))
1675  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1676   (convert (bit_xor @0 (bit_not @1)))))
1677 (simplify
1678  (bit_not (convert? (bit_xor:c (bit_not @0) @1)))
1679  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1680   (convert (bit_xor @0 @1))))
1682 /* Otherwise prefer ~(X ^ Y) to ~X ^ Y as more canonical.  */
1683 (simplify
1684  (bit_xor:c (nop_convert?:s (bit_not:s @0)) @1)
1685  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
1686   (bit_not (bit_xor (view_convert @0) @1))))
1688 /* (x & ~m) | (y & m) -> ((x ^ y) & m) ^ x */
1689 (simplify
1690  (bit_ior:c (bit_and:cs @0 (bit_not @2)) (bit_and:cs @1 @2))
1691  (bit_xor (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) @0))
1693 /* Fold A - (A & B) into ~B & A.  */
1694 (simplify
1695  (minus (convert1? @0) (convert2?:s (bit_and:cs @@0 @1)))
1696  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
1697       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
1698   (convert (bit_and (bit_not @1) @0))))
1700 /* (m1 CMP m2) * d -> (m1 CMP m2) ? d : 0  */
1701 (for cmp (gt lt ge le)
1702 (simplify
1703  (mult (convert (cmp @0 @1)) @2)
1704   (if (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@2))
1705    (cond (cmp @0 @1) @2 { build_zero_cst (type); }))))
1707 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1708    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1709 (for cmp (eq ne)
1710  (simplify
1711   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1712   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1713        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1714        && tree_expr_nonzero_p (@1))
1715    (cmp @0 @2))))
1717 /* For integral types with wrapping overflow and C odd fold
1718    x * C EQ/NE y * C into x EQ/NE y.  */
1719 (for cmp (eq ne)
1720  (simplify
1721   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) (mult @2 @1))
1722   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1723        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
1724        && (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1) != 0)
1725    (cmp @0 @2))))
1727 /* For integral types with undefined overflow and C != 0 fold
1728    x * C RELOP y * C into:
1730    x RELOP y for nonnegative C
1731    y RELOP x for negative C  */
1732 (for cmp (lt gt le ge)
1733  (simplify
1734   (cmp (mult:c @0 @1) (mult:c @2 @1))
1735   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
1736        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1737    (if (tree_expr_nonnegative_p (@1) && tree_expr_nonzero_p (@1))
1738     (cmp @0 @2)
1739    (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
1740         && wi::neg_p (wi::to_wide (@1), TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
1741     (cmp @2 @0))))))
1743 /* (X - 1U) <= INT_MAX-1U into (int) X > 0.  */
1744 (for cmp (le gt)
1745      icmp (gt le)
1746  (simplify
1747   (cmp (plus @0 integer_minus_onep@1) INTEGER_CST@2)
1748    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1749         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1750         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > 1
1751         && (wi::to_wide (@2)
1752             == wi::max_value (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)), SIGNED) - 1))
1753     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
1754      (icmp (convert:stype @0) { build_int_cst (stype, 0); })))))
1756 /* X / 4 < Y / 4 iff X < Y when the division is known to be exact.  */
1757 (for cmp (simple_comparison)
1758  (simplify
1759   (cmp (convert?@3 (exact_div @0 INTEGER_CST@2)) (convert? (exact_div @1 @2)))
1760   (if (element_precision (@3) >= element_precision (@0)
1761        && types_match (@0, @1))
1762    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1763     (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
1764      (cmp @1 @0)
1765      (if (tree_expr_nonzero_p (@0) && tree_expr_nonzero_p (@1))
1766       (with
1767        {
1768         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
1769        }
1770        (cmp (convert:utype @1) (convert:utype @0)))))
1771     (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@2), 1, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
1772      (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3)))
1773       (cmp @0 @1)
1774       (with
1775        {
1776         tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
1777        }
1778        (cmp (convert:utype @0) (convert:utype @1)))))))))
1780 /* X / C1 op C2 into a simple range test.  */
1781 (for cmp (simple_comparison)
1782  (simplify
1783   (cmp (trunc_div:s @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
1784   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1785        && integer_nonzerop (@1)
1786        && !TREE_OVERFLOW (@1)
1787        && !TREE_OVERFLOW (@2))
1788    (with { tree lo, hi; bool neg_overflow;
1789            enum tree_code code = fold_div_compare (cmp, @1, @2, &lo, &hi,
1790                                                    &neg_overflow); }
1791     (switch
1792      (if (code == LT_EXPR || code == GE_EXPR)
1793        (if (TREE_OVERFLOW (lo))
1794         { build_int_cst (type, (code == LT_EXPR) ^ neg_overflow); }
1795         (if (code == LT_EXPR)
1796          (lt @0 { lo; })
1797          (ge @0 { lo; }))))
1798      (if (code == LE_EXPR || code == GT_EXPR)
1799        (if (TREE_OVERFLOW (hi))
1800         { build_int_cst (type, (code == LE_EXPR) ^ neg_overflow); }
1801         (if (code == LE_EXPR)
1802          (le @0 { hi; })
1803          (gt @0 { hi; }))))
1804      (if (!lo && !hi)
1805       { build_int_cst (type, code == NE_EXPR); })
1806      (if (code == EQ_EXPR && !hi)
1807       (ge @0 { lo; }))
1808      (if (code == EQ_EXPR && !lo)
1809       (le @0 { hi; }))
1810      (if (code == NE_EXPR && !hi)
1811       (lt @0 { lo; }))
1812      (if (code == NE_EXPR && !lo)
1813       (gt @0 { hi; }))
1814      (if (GENERIC)
1815       { build_range_check (UNKNOWN_LOCATION, type, @0, code == EQ_EXPR,
1816                            lo, hi); })
1817      (with
1818       {
1819         tree etype = range_check_type (TREE_TYPE (@0));
1820         if (etype)
1821           {
1822             hi = fold_convert (etype, hi);
1823             lo = fold_convert (etype, lo);
1824             hi = const_binop (MINUS_EXPR, etype, hi, lo);
1825           }
1826       }
1827       (if (etype && hi && !TREE_OVERFLOW (hi))
1828        (if (code == EQ_EXPR)
1829         (le (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })
1830         (gt (minus (convert:etype @0) { lo; }) { hi; })))))))))
1832 /* X + Z < Y + Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1833 (for op (lt le ge gt)
1834  (simplify
1835   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1836   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1837        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1838    (op @0 @1))))
1839 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1840 (for op (eq ne minus)
1841  (simplify
1842   (op (plus:c @0 @2) (plus:c @1 @2))
1843   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1844        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1845            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1846    (op @0 @1))))
1848 /* X - Z < Y - Z is the same as X < Y when there is no overflow.  */
1849 (for op (lt le ge gt)
1850  (simplify
1851   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1852   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1853        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1854    (op @0 @1))))
1855 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1856 (for op (eq ne minus)
1857  (simplify
1858   (op (minus @0 @2) (minus @1 @2))
1859   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1860        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1861            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1862    (op @0 @1))))
1863 /* And for pointers...  */
1864 (for op (simple_comparison)
1865  (simplify
1866   (op (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1867   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1868    (op @0 @1))))
1869 (simplify
1870  (minus (pointer_diff@3 @0 @2) (pointer_diff @1 @2))
1871  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1872       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1873   (pointer_diff @0 @1)))
1875 /* Z - X < Z - Y is the same as Y < X when there is no overflow.  */
1876 (for op (lt le ge gt)
1877  (simplify
1878   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1879   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1880        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
1881    (op @1 @0))))
1882 /* For equality and subtraction, this is also true with wrapping overflow.  */
1883 (for op (eq ne minus)
1884  (simplify
1885   (op (minus @2 @0) (minus @2 @1))
1886   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1887        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1888            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1889    (op @1 @0))))
1890 /* And for pointers...  */
1891 (for op (simple_comparison)
1892  (simplify
1893   (op (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1894   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1895    (op @1 @0))))
1896 (simplify
1897  (minus (pointer_diff@3 @2 @0) (pointer_diff @2 @1))
1898  (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@3))
1899       && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@2)))
1900   (pointer_diff @1 @0)))
1902 /* X + Y < Y is the same as X < 0 when there is no overflow.  */
1903 (for op (lt le gt ge)
1904  (simplify
1905   (op:c (plus:c@2 @0 @1) @1)
1906   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1907        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1908        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
1909        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || single_use (@2)))
1910    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
1911 /* For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1912 (for op (eq ne)
1913  (simplify
1914   (op:c (nop_convert?@3 (plus:c@2 @0 (convert1? @1))) (convert2? @1))
1915   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1916        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1917            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
1918        && (CONSTANT_CLASS_P (@0) || (single_use (@2) && single_use (@3)))
1919        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@2))
1920        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@1)))
1921    (op @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
1922  (simplify
1923   (op:c (nop_convert?@3 (pointer_plus@2 (convert1? @0) @1)) (convert2? @0))
1924   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0))
1925        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
1926        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || (single_use (@2) && single_use (@3))))
1927    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1929 /* X - Y < X is the same as Y > 0 when there is no overflow.
1930    For equality, this is also true with wrapping overflow.  */
1931 (for op (simple_comparison)
1932  (simplify
1933   (op:c @0 (minus@2 @0 @1))
1934   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
1935        && (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
1936            || ((op == EQ_EXPR || op == NE_EXPR)
1937                && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))))
1938        && (CONSTANT_CLASS_P (@1) || single_use (@2)))
1939    (op @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))))
1941 /* Transform:
1942    (X / Y) == 0 -> X < Y if X, Y are unsigned.
1943    (X / Y) != 0 -> X >= Y, if X, Y are unsigned.  */
1944 (for cmp (eq ne)
1945      ocmp (lt ge)
1946  (simplify
1947   (cmp (trunc_div @0 @1) integer_zerop)
1948   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
1949        /* Complex ==/!= is allowed, but not </>=.  */
1950        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) != COMPLEX_TYPE
1951        && (VECTOR_TYPE_P (type) || !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))))
1952    (ocmp @0 @1))))
1954 /* X == C - X can never be true if C is odd.  */
1955 (for cmp (eq ne)
1956  (simplify
1957   (cmp:c (convert? @0) (convert1? (minus INTEGER_CST@1 (convert2? @0))))
1958   (if (TREE_INT_CST_LOW (@1) & 1)
1959    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1961 /* Arguments on which one can call get_nonzero_bits to get the bits
1962    possibly set.  */
1963 (match with_possible_nonzero_bits
1964  INTEGER_CST@0)
1965 (match with_possible_nonzero_bits
1966  SSA_NAME@0
1967  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))))
1968 /* Slightly extended version, do not make it recursive to keep it cheap.  */
1969 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1970  with_possible_nonzero_bits@0)
1971 (match (with_possible_nonzero_bits2 @0)
1972  (bit_and:c with_possible_nonzero_bits@0 @2))
1974 /* Same for bits that are known to be set, but we do not have
1975    an equivalent to get_nonzero_bits yet.  */
1976 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1977  INTEGER_CST@0)
1978 (match (with_certain_nonzero_bits2 @0)
1979  (bit_ior @1 INTEGER_CST@0))
1981 /* X == C (or X & Z == Y | C) is impossible if ~nonzero(X) & C != 0.  */
1982 (for cmp (eq ne)
1983  (simplify
1984   (cmp:c (with_possible_nonzero_bits2 @0) (with_certain_nonzero_bits2 @1))
1985   (if (wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), get_nonzero_bits (@0)) != 0)
1986    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })))
1988 /* ((X inner_op C0) outer_op C1)
1989    With X being a tree where value_range has reasoned certain bits to always be
1990    zero throughout its computed value range,
1991    inner_op = {|,^}, outer_op = {|,^} and inner_op != outer_op
1992    where zero_mask has 1's for all bits that are sure to be 0 in
1993    and 0's otherwise.
1994    if (inner_op == '^') C0 &= ~C1;
1995    if ((C0 & ~zero_mask) == 0) then emit (X outer_op (C0 outer_op C1)
1996    if ((C1 & ~zero_mask) == 0) then emit (X inner_op (C0 outer_op C1)
1998 (for inner_op (bit_ior bit_xor)
1999      outer_op (bit_xor bit_ior)
2000 (simplify
2001  (outer_op
2002   (inner_op:s @2 INTEGER_CST@0) INTEGER_CST@1)
2003  (with
2004   {
2005     bool fail = false;
2006     wide_int zero_mask_not;
2007     wide_int C0;
2008     wide_int cst_emit;
2010     if (TREE_CODE (@2) == SSA_NAME)
2011       zero_mask_not = get_nonzero_bits (@2);
2012     else
2013       fail = true;
2015     if (inner_op == BIT_XOR_EXPR)
2016       {
2017         C0 = wi::bit_and_not (wi::to_wide (@0), wi::to_wide (@1));
2018         cst_emit = C0 | wi::to_wide (@1);
2019       }
2020     else
2021       {
2022         C0 = wi::to_wide (@0);
2023         cst_emit = C0 ^ wi::to_wide (@1);
2024       }
2025   }
2026   (if (!fail && (C0 & zero_mask_not) == 0)
2027    (outer_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); })
2028    (if (!fail && (wi::to_wide (@1) & zero_mask_not) == 0)
2029     (inner_op @2 { wide_int_to_tree (type, cst_emit); }))))))
2031 /* Associate (p +p off1) +p off2 as (p +p (off1 + off2)).  */
2032 (simplify
2033   (pointer_plus (pointer_plus:s @0 @1) @3)
2034   (pointer_plus @0 (plus @1 @3)))
2036 /* Pattern match
2037      tem1 = (long) ptr1;
2038      tem2 = (long) ptr2;
2039      tem3 = tem2 - tem1;
2040      tem4 = (unsigned long) tem3;
2041      tem5 = ptr1 + tem4;
2042    and produce
2043      tem5 = ptr2;  */
2044 (simplify
2045   (pointer_plus @0 (convert?@2 (minus@3 (convert @1) (convert @0))))
2046   /* Conditionally look through a sign-changing conversion.  */
2047   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
2048        && ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1)))
2049             || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@1))))
2050    @1))
2051 (simplify
2052   (pointer_plus @0 (convert?@2 (pointer_diff@3 @1 @@0)))
2053   (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
2054    (convert @1)))
2056 /* Pattern match
2057      tem = (sizetype) ptr;
2058      tem = tem & algn;
2059      tem = -tem;
2060      ... = ptr p+ tem;
2061    and produce the simpler and easier to analyze with respect to alignment
2062      ... = ptr & ~algn;  */
2063 (simplify
2064   (pointer_plus @0 (negate (bit_and (convert @0) INTEGER_CST@1)))
2065   (with { tree algn = wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), ~wi::to_wide (@1)); }
2066    (bit_and @0 { algn; })))
2068 /* Try folding difference of addresses.  */
2069 (simplify
2070  (minus (convert ADDR_EXPR@0) (convert @1))
2071  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2072   (with { poly_int64 diff; }
2073    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2074     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2075 (simplify
2076  (minus (convert @0) (convert ADDR_EXPR@1))
2077  (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2078   (with { poly_int64 diff; }
2079    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2080     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2081 (simplify
2082  (pointer_diff (convert?@2 ADDR_EXPR@0) (convert1?@3 @1))
2083  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
2084       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
2085   (with { poly_int64 diff; }
2086    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2087     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2088 (simplify
2089  (pointer_diff (convert?@2 @0) (convert1?@3 ADDR_EXPR@1))
2090  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@2), TREE_TYPE (@0))
2091       && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE(@3), TREE_TYPE (@1)))
2092   (with { poly_int64 diff; }
2093    (if (ptr_difference_const (@0, @1, &diff))
2094     { build_int_cst_type (type, diff); }))))
2096 /* (&a+b) - (&a[1] + c) -> sizeof(a[0]) + (b - c) */
2097 (simplify
2098  (pointer_diff (pointer_plus ADDR_EXPR@0 @1) (pointer_plus ADDR_EXPR@2 @3))
2099  (with { poly_int64 diff; }
2100    (if (ptr_difference_const (@0, @2, &diff))
2101     (plus { build_int_cst_type (type, diff); } (convert (minus @1 @3))))))
2103 /* (&a+b) !=/== (&a[1] + c) ->  sizeof(a[0]) + b !=/== c */
2104 (for neeq (ne eq)
2105  (simplify
2106   (neeq (pointer_plus ADDR_EXPR@0 @1) (pointer_plus ADDR_EXPR@2 @3))
2107    (with { poly_int64 diff; tree inner_type = TREE_TYPE (@1);}
2108     (if (ptr_difference_const (@0, @2, &diff))
2109      (neeq (plus { build_int_cst_type (inner_type, diff); } @1) @3)))))
2111 /* Canonicalize (T *)(ptr - ptr-cst) to &MEM[ptr + -ptr-cst].  */
2112 (simplify
2113  (convert (pointer_diff @0 INTEGER_CST@1))
2114  (if (POINTER_TYPE_P (type))
2115   { build_fold_addr_expr_with_type
2116       (build2 (MEM_REF, char_type_node, @0,
2117                wide_int_to_tree (ptr_type_node, wi::neg (wi::to_wide (@1)))),
2118                type); }))
2120 /* If arg0 is derived from the address of an object or function, we may
2121    be able to fold this expression using the object or function's
2122    alignment.  */
2123 (simplify
2124  (bit_and (convert? @0) INTEGER_CST@1)
2125  (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2126       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2127   (with
2128    {
2129      unsigned int align;
2130      unsigned HOST_WIDE_INT bitpos;
2131      get_pointer_alignment_1 (@0, &align, &bitpos);
2132    }
2133    (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), align / BITS_PER_UNIT))
2134     { wide_int_to_tree (type, (wi::to_wide (@1)
2135                                & (bitpos / BITS_PER_UNIT))); }))))
2137 (match min_value
2138  INTEGER_CST
2139  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2140       && wi::eq_p (wi::to_wide (t), wi::min_value (type)))))
2142 (match max_value
2143  INTEGER_CST
2144  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2145       && wi::eq_p (wi::to_wide (t), wi::max_value (type)))))
2147 /* x >  y  &&  x != XXX_MIN  -->  x > y
2148    x >  y  &&  x == XXX_MIN  -->  false . */
2149 (for eqne (eq ne)
2150  (simplify
2151   (bit_and:c (gt:c@2 @0 @1) (eqne @0 min_value))
2152    (switch
2153     (if (eqne == EQ_EXPR)
2154      { constant_boolean_node (false, type); })
2155     (if (eqne == NE_EXPR)
2156      @2)
2157     )))
2159 /* x <  y  &&  x != XXX_MAX  -->  x < y
2160    x <  y  &&  x == XXX_MAX  -->  false.  */
2161 (for eqne (eq ne)
2162  (simplify
2163   (bit_and:c (lt:c@2 @0 @1) (eqne @0 max_value))
2164    (switch
2165     (if (eqne == EQ_EXPR)
2166      { constant_boolean_node (false, type); })
2167     (if (eqne == NE_EXPR)
2168      @2)
2169     )))
2171 /* x <=  y  &&  x == XXX_MIN  -->  x == XXX_MIN.  */
2172 (simplify
2173  (bit_and:c (le:c @0 @1) (eq@2 @0 min_value))
2174   @2)
2176 /* x >=  y  &&  x == XXX_MAX  -->  x == XXX_MAX.  */
2177 (simplify
2178  (bit_and:c (ge:c @0 @1) (eq@2 @0 max_value))
2179   @2)
2181 /* x >  y  ||  x != XXX_MIN   -->  x != XXX_MIN.  */
2182 (simplify
2183  (bit_ior:c (gt:c @0 @1) (ne@2 @0 min_value))
2184   @2)
2186 /* x <=  y  ||  x != XXX_MIN   -->  true.  */
2187 (simplify
2188  (bit_ior:c (le:c @0 @1) (ne @0 min_value))
2189   { constant_boolean_node (true, type); })
2191 /* x <=  y  ||  x == XXX_MIN   -->  x <= y.  */
2192 (simplify
2193  (bit_ior:c (le:c@2 @0 @1) (eq @0 min_value))
2194   @2)
2196 /* x <  y  ||  x != XXX_MAX   -->  x != XXX_MAX.  */
2197 (simplify
2198  (bit_ior:c (lt:c @0 @1) (ne@2 @0 max_value))
2199   @2)
2201 /* x >=  y  ||  x != XXX_MAX   -->  true
2202    x >=  y  ||  x == XXX_MAX   -->  x >= y.  */
2203 (for eqne (eq ne)
2204  (simplify
2205   (bit_ior:c (ge:c@2 @0 @1) (eqne @0 max_value))
2206    (switch
2207     (if (eqne == EQ_EXPR)
2208      @2)
2209     (if (eqne == NE_EXPR)
2210      { constant_boolean_node (true, type); }))))
2212 /* y == XXX_MIN || x < y --> x <= y - 1 */
2213 (simplify
2214  (bit_ior:c (eq:s @1 min_value) (lt:s @0 @1))
2215   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2216        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2217   (le @0 (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))
2219 /* y != XXX_MIN && x >= y --> x > y - 1 */
2220 (simplify
2221  (bit_and:c (ne:s @1 min_value) (ge:s @0 @1))
2222   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2223        && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2224   (gt @0 (minus @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), 1); }))))
2226 /* Convert (X == CST1) && (X OP2 CST2) to a known value
2227    based on CST1 OP2 CST2.  Similarly for (X != CST1).  */
2229 (for code1 (eq ne)
2230  (for code2 (eq ne lt gt le ge)
2231   (simplify
2232    (bit_and:c (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2233     (with
2234      {
2235       int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2236       bool val;
2237       switch (code2)
2238          {
2239         case EQ_EXPR: val = (cmp == 0); break;
2240         case NE_EXPR: val = (cmp != 0); break;
2241         case LT_EXPR: val = (cmp < 0); break;
2242         case GT_EXPR: val = (cmp > 0); break;
2243         case LE_EXPR: val = (cmp <= 0); break;
2244         case GE_EXPR: val = (cmp >= 0); break;
2245         default: gcc_unreachable ();
2246         }
2247      }
2248      (switch
2249       (if (code1 == EQ_EXPR && val) @3)
2250       (if (code1 == EQ_EXPR && !val) { constant_boolean_node (false, type); })
2251       (if (code1 == NE_EXPR && !val) @4))))))
2253 /* Convert (X OP1 CST1) && (X OP2 CST2).  */
2255 (for code1 (lt le gt ge)
2256  (for code2 (lt le gt ge)
2257   (simplify
2258   (bit_and (code1:c@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2:c@4 @0 INTEGER_CST@2))
2259    (with
2260     {
2261      int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2262     }
2263     (switch
2264      /* Choose the more restrictive of two < or <= comparisons.  */
2265      (if ((code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2266           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2267       (if ((cmp < 0) || (cmp == 0 && code1 == LT_EXPR))
2268        @3
2269        @4))
2270      /* Likewise chose the more restrictive of two > or >= comparisons.  */
2271      (if ((code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2272           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2273       (if ((cmp > 0) || (cmp == 0 && code1 == GT_EXPR))
2274        @3
2275        @4))
2276      /* Check for singleton ranges.  */
2277      (if (cmp == 0
2278           && ((code1 == LE_EXPR && code2 == GE_EXPR)
2279             || (code1 == GE_EXPR && code2 == LE_EXPR)))
2280       (eq @0 @1))
2281      /* Check for disjoint ranges.  */
2282      (if (cmp <= 0
2283           && (code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2284           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2285       { constant_boolean_node (false, type); })
2286      (if (cmp >= 0
2287           && (code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2288           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2289       { constant_boolean_node (false, type); })
2290      )))))
2292 /* Convert (X == CST1) || (X OP2 CST2) to a known value
2293    based on CST1 OP2 CST2.  Similarly for (X != CST1).  */
2295 (for code1 (eq ne)
2296  (for code2 (eq ne lt gt le ge)
2297   (simplify
2298    (bit_ior:c (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2299     (with
2300      {
2301       int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2302       bool val;
2303       switch (code2)
2304         {
2305         case EQ_EXPR: val = (cmp == 0); break;
2306         case NE_EXPR: val = (cmp != 0); break;
2307         case LT_EXPR: val = (cmp < 0); break;
2308         case GT_EXPR: val = (cmp > 0); break;
2309         case LE_EXPR: val = (cmp <= 0); break;
2310         case GE_EXPR: val = (cmp >= 0); break;
2311         default: gcc_unreachable ();
2312         }
2313      }
2314      (switch
2315       (if (code1 == EQ_EXPR && val) @4)
2316       (if (code1 == NE_EXPR && val) { constant_boolean_node (true, type); })
2317       (if (code1 == NE_EXPR && !val) @3))))))
2319 /* Convert (X OP1 CST1) || (X OP2 CST2).  */
2321 (for code1 (lt le gt ge)
2322  (for code2 (lt le gt ge)
2323   (simplify
2324   (bit_ior (code1@3 @0 INTEGER_CST@1) (code2@4 @0 INTEGER_CST@2))
2325    (with
2326     {
2327      int cmp = tree_int_cst_compare (@1, @2);
2328     }
2329     (switch
2330      /* Choose the more restrictive of two < or <= comparisons.  */
2331      (if ((code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2332           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2333       (if ((cmp < 0) || (cmp == 0 && code1 == LT_EXPR))
2334        @4
2335        @3))
2336      /* Likewise chose the more restrictive of two > or >= comparisons.  */
2337      (if ((code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2338           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2339       (if ((cmp > 0) || (cmp == 0 && code1 == GT_EXPR))
2340        @4
2341        @3))
2342      /* Check for singleton ranges.  */
2343      (if (cmp == 0
2344           && ((code1 == LT_EXPR && code2 == GT_EXPR)
2345               || (code1 == GT_EXPR && code2 == LT_EXPR)))
2346       (ne @0 @2))
2347      /* Check for disjoint ranges.  */
2348      (if (cmp >= 0
2349           && (code1 == LT_EXPR || code1 == LE_EXPR)
2350           && (code2 == GT_EXPR || code2 == GE_EXPR))
2351       { constant_boolean_node (true, type); })
2352      (if (cmp <= 0
2353           && (code1 == GT_EXPR || code1 == GE_EXPR)
2354           && (code2 == LT_EXPR || code2 == LE_EXPR))
2355       { constant_boolean_node (true, type); })
2356      )))))
2358 /* We can't reassociate at all for saturating types.  */
2359 (if (!TYPE_SATURATING (type))
2361  /* Contract negates.  */
2362  /* A + (-B) -> A - B */
2363  (simplify
2364   (plus:c @0 (convert? (negate @1)))
2365   /* Apply STRIP_NOPS on the negate.  */
2366   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
2367        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2368    (with
2369     {
2370      tree t1 = type;
2371      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2372          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2373        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
2374     }
2375     (convert (minus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
2376  /* A - (-B) -> A + B */
2377  (simplify
2378   (minus @0 (convert? (negate @1)))
2379   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@1))
2380        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2381    (with
2382     {
2383      tree t1 = type;
2384      if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2385          && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) != TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
2386        t1 = TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type) ? type : TREE_TYPE (@1);
2387     }
2388     (convert (plus (convert:t1 @0) (convert:t1 @1))))))
2389  /* -(T)(-A) -> (T)A
2390     Sign-extension is ok except for INT_MIN, which thankfully cannot
2391     happen without overflow.  */
2392  (simplify
2393   (negate (convert (negate @1)))
2394   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2395        && (TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
2396            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))
2397                && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2398        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
2399        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
2400    (convert @1)))
2401  (simplify
2402   (negate (convert negate_expr_p@1))
2403   (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type)
2404        && ((DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type)
2405             == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2406             && TYPE_PRECISION (type) >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
2407            || !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (type)))
2408    (convert (negate @1))))
2409  (simplify
2410   (negate (nop_convert? (negate @1)))
2411   (if (!TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type)
2412        && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@1)))
2413    (view_convert @1)))
2415  /* We can't reassociate floating-point unless -fassociative-math
2416     or fixed-point plus or minus because of saturation to +-Inf.  */
2417  (if ((!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math)
2418       && !FIXED_POINT_TYPE_P (type))
2420   /* Match patterns that allow contracting a plus-minus pair
2421      irrespective of overflow issues.  */
2422   /* (A +- B) - A       ->  +- B */
2423   /* (A +- B) -+ B      ->  A */
2424   /* A - (A +- B)       -> -+ B */
2425   /* A +- (B -+ A)      ->  +- B */
2426   (simplify
2427    (minus (nop_convert1? (plus:c (nop_convert2? @0) @1)) @0)
2428    (view_convert @1))
2429   (simplify
2430    (minus (nop_convert1? (minus (nop_convert2? @0) @1)) @0)
2431    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2432         || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2433    (negate (view_convert @1))
2434    (view_convert (negate @1))))
2435   (simplify
2436    (plus:c (nop_convert1? (minus @0 (nop_convert2? @1))) @1)
2437    (view_convert @0))
2438   (simplify
2439    (minus @0 (nop_convert1? (plus:c (nop_convert2? @0) @1)))
2440     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2441          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2442      (negate (view_convert @1))
2443      (view_convert (negate @1))))
2444   (simplify
2445    (minus @0 (nop_convert1? (minus (nop_convert2? @0) @1)))
2446    (view_convert @1))
2447   /* (A +- B) + (C - A)   -> C +- B */
2448   /* (A +  B) - (A - C)   -> B + C */
2449   /* More cases are handled with comparisons.  */
2450   (simplify
2451    (plus:c (plus:c @0 @1) (minus @2 @0))
2452    (plus @2 @1))
2453   (simplify
2454    (plus:c (minus @0 @1) (minus @2 @0))
2455    (minus @2 @1))
2456   (simplify
2457    (plus:c (pointer_diff @0 @1) (pointer_diff @2 @0))
2458    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2459         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0)))
2460     (pointer_diff @2 @1)))
2461   (simplify
2462    (minus (plus:c @0 @1) (minus @0 @2))
2463    (plus @1 @2))
2465   /* (A +- CST1) +- CST2 -> A + CST3
2466      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
2467      scalars.  */
2468   (for outer_op (plus minus)
2469    (for inner_op (plus minus)
2470         neg_inner_op (minus plus)
2471     (simplify
2472      (outer_op (nop_convert? (inner_op @0 CONSTANT_CLASS_P@1))
2473                CONSTANT_CLASS_P@2)
2474      /* If one of the types wraps, use that one.  */
2475      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2476       /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2477          forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2478       (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2479        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
2480         (plus (view_convert @0) (inner_op @2 (view_convert @1)))
2481         (minus (view_convert @0) (neg_inner_op @2 (view_convert @1)))))
2482       (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2483            || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2484        (if (outer_op == PLUS_EXPR)
2485         (view_convert (plus @0 (inner_op (view_convert @2) @1)))
2486         (view_convert (minus @0 (neg_inner_op (view_convert @2) @1))))
2487        /* If the constant operation overflows we cannot do the transform
2488           directly as we would introduce undefined overflow, for example
2489           with (a - 1) + INT_MIN.  */
2490        (if (types_match (type, @0))
2491         (with { tree cst = const_binop (outer_op == inner_op
2492                                         ? PLUS_EXPR : MINUS_EXPR,
2493                                         type, @1, @2); }
2494          (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2495           (inner_op @0 { cst; } )
2496           /* X+INT_MAX+1 is X-INT_MIN.  */
2497           (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && cst
2498                && wi::to_wide (cst) == wi::min_value (type))
2499            (neg_inner_op @0 { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (cst)); })
2500            /* Last resort, use some unsigned type.  */
2501            (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2502             (if (utype)
2503              (view_convert (inner_op
2504                             (view_convert:utype @0)
2505                             (view_convert:utype
2506                              { drop_tree_overflow (cst); }))))))))))))))
2508   /* (CST1 - A) +- CST2 -> CST3 - A  */
2509   (for outer_op (plus minus)
2510    (simplify
2511     (outer_op (nop_convert? (minus CONSTANT_CLASS_P@1 @0)) CONSTANT_CLASS_P@2)
2512     /* If one of the types wraps, use that one.  */
2513     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2514      /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2515         forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2516      (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2517       (minus (outer_op (view_convert @1) @2) (view_convert @0)))
2518      (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2519           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2520       (view_convert (minus (outer_op @1 (view_convert @2)) @0))
2521       (if (types_match (type, @0))
2522        (with { tree cst = const_binop (outer_op, type, @1, @2); }
2523         (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2524          (minus { cst; } @0))))))))
2526   /* CST1 - (CST2 - A) -> CST3 + A
2527      Use view_convert because it is safe for vectors and equivalent for
2528      scalars.  */
2529   (simplify
2530    (minus CONSTANT_CLASS_P@1 (nop_convert? (minus CONSTANT_CLASS_P@2 @0)))
2531    /* If one of the types wraps, use that one.  */
2532    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type) || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2533     /* If all 3 captures are CONSTANT_CLASS_P, punt, as we might recurse
2534       forever if something doesn't simplify into a constant.  */
2535     (if (!CONSTANT_CLASS_P (@0))
2536      (plus (view_convert @0) (minus @1 (view_convert @2))))
2537     (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2538          || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
2539      (view_convert (plus @0 (minus (view_convert @1) @2)))
2540      (if (types_match (type, @0))
2541       (with { tree cst = const_binop (MINUS_EXPR, type, @1, @2); }
2542        (if (cst && !TREE_OVERFLOW (cst))
2543         (plus { cst; } @0)))))))
2545 /* ((T)(A)) + CST -> (T)(A + CST)  */
2546 #if GIMPLE
2547   (simplify
2548    (plus (convert:s SSA_NAME@0) INTEGER_CST@1)
2549     (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2550          && TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
2551          && TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2552          && int_fits_type_p (@1, TREE_TYPE (@0)))
2553      /* Perform binary operation inside the cast if the constant fits
2554         and (A + CST)'s range does not overflow.  */
2555      (with
2556       {
2557         wi::overflow_type min_ovf = wi::OVF_OVERFLOW,
2558                           max_ovf = wi::OVF_OVERFLOW;
2559         tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
2561         wide_int w1
2562           = wide_int::from (wi::to_wide (@1), TYPE_PRECISION (inner_type),
2563                             TYPE_SIGN (inner_type));
2565         value_range vr;
2566         if (get_global_range_query ()->range_of_expr (vr, @0)
2567             && vr.kind () == VR_RANGE)
2568           {
2569             wide_int wmin0 = vr.lower_bound ();
2570             wide_int wmax0 = vr.upper_bound ();
2571             wi::add (wmin0, w1, TYPE_SIGN (inner_type), &min_ovf);
2572             wi::add (wmax0, w1, TYPE_SIGN (inner_type), &max_ovf);
2573           }
2574       }
2575      (if (min_ovf == wi::OVF_NONE && max_ovf == wi::OVF_NONE)
2576       (convert (plus @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), w1); } )))
2577      )))
2578 #endif
2580 /* ((T)(A + CST1)) + CST2 -> (T)(A) + (T)CST1 + CST2  */
2581 #if GIMPLE
2582   (for op (plus minus)
2583    (simplify
2584     (plus (convert:s (op:s @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
2585      (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == INTEGER_TYPE
2586           && TREE_CODE (type) == INTEGER_TYPE
2587           && TYPE_PRECISION (type) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2588           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
2589           && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
2590           && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
2591        (plus (convert @0) (op @2 (convert @1))))))
2592 #endif
2594 /* (T)(A) +- (T)(B) -> (T)(A +- B) only when (A +- B) could be simplified
2595    to a simple value.  */
2596 #if GIMPLE
2597   (for op (plus minus)
2598    (simplify
2599     (op (convert @0) (convert @1))
2600      (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2601           && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2602           && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
2603           && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1))
2604           && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
2605           && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (type))
2606       (convert (op! @0 @1)))))
2607 #endif
2609   /* ~A + A -> -1 */
2610   (simplify
2611    (plus:c (bit_not @0) @0)
2612    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type))
2613     { build_all_ones_cst (type); }))
2615   /* ~A + 1 -> -A */
2616   (simplify
2617    (plus (convert? (bit_not @0)) integer_each_onep)
2618    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2619     (negate (convert @0))))
2621   /* -A - 1 -> ~A */
2622   (simplify
2623    (minus (convert? (negate @0)) integer_each_onep)
2624    (if (!TYPE_OVERFLOW_TRAPS (type)
2625         && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
2626     (bit_not (convert @0))))
2628   /* -1 - A -> ~A */
2629   (simplify
2630    (minus integer_all_onesp @0)
2631    (bit_not @0))
2633   /* (T)(P + A) - (T)P -> (T) A */
2634   (simplify
2635    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
2636     (convert? @0))
2637    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2638         /* For integer types, if A has a smaller type
2639            than T the result depends on the possible
2640            overflow in P + A.
2641            E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2642            However, if an overflow in P + A would cause
2643            undefined behavior, we can assume that there
2644            is no overflow.  */
2645         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2646             && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2647     (convert @1)))
2648   (simplify
2649    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
2650     (convert @0))
2651    (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2652         /* For pointer types, if the conversion of A to the
2653            final type requires a sign- or zero-extension,
2654            then we have to punt - it is not defined which
2655            one is correct.  */
2656         || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2657             && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2658             && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
2659     (convert @1)))
2660    (simplify
2661     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) @0)
2662     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2663        thus sign-extended if necessary.  */
2664     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2665      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2666         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2667         we don't want to diagnose overflow here.  */
2668      (convert (view_convert:stype @1))))
2670   /* (T)P - (T)(P + A) -> -(T) A */
2671   (simplify
2672    (minus (convert? @0)
2673     (convert (plus:c @@0 @1)))
2674    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2675         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2676         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2677     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2678      (convert (negate (convert:utype @1))))
2679     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2680          /* For integer types, if A has a smaller type
2681             than T the result depends on the possible
2682             overflow in P + A.
2683             E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2684             However, if an overflow in P + A would cause
2685             undefined behavior, we can assume that there
2686             is no overflow.  */
2687          || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2688              && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))))
2689      (negate (convert @1)))))
2690   (simplify
2691    (minus (convert @0)
2692     (convert (pointer_plus @@0 @1)))
2693    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2694         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2695         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2696     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2697      (convert (negate (convert:utype @1))))
2698     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2699          /* For pointer types, if the conversion of A to the
2700             final type requires a sign- or zero-extension,
2701             then we have to punt - it is not defined which
2702             one is correct.  */
2703          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2704              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2705              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0))
2706      (negate (convert @1)))))
2707    (simplify
2708     (pointer_diff @0 (pointer_plus @@0 @1))
2709     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2710        thus sign-extended if necessary.  */
2711     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2712      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2713         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2714         we don't want to diagnose overflow here.  */
2715      (negate (convert (view_convert:stype @1)))))
2717   /* (T)(P + A) - (T)(P + B) -> (T)A - (T)B */
2718   (simplify
2719    (minus (convert (plus:c @@0 @1))
2720     (convert (plus:c @0 @2)))
2721    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2722         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2723         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2724         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2)))
2725     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2726      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
2727     (if (((element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2728           == (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@2))))
2729          && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2730              /* For integer types, if A has a smaller type
2731                 than T the result depends on the possible
2732                 overflow in P + A.
2733                 E.g. T=size_t, A=(unsigned)429497295, P>0.
2734                 However, if an overflow in P + A would cause
2735                 undefined behavior, we can assume that there
2736                 is no overflow.  */
2737              || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
2738                  && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
2739                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@1))
2740                  && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@2)))))
2741      (minus (convert @1) (convert @2)))))
2742   (simplify
2743    (minus (convert (pointer_plus @@0 @1))
2744     (convert (pointer_plus @0 @2)))
2745    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2746         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)
2747         && element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1)))
2748     (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
2749      (convert (minus (convert:utype @1) (convert:utype @2))))
2750     (if (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
2751          /* For pointer types, if the conversion of A to the
2752             final type requires a sign- or zero-extension,
2753             then we have to punt - it is not defined which
2754             one is correct.  */
2755          || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2756              && TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST
2757              && tree_int_cst_sign_bit (@1) == 0
2758              && TREE_CODE (@2) == INTEGER_CST
2759              && tree_int_cst_sign_bit (@2) == 0))
2760      (minus (convert @1) (convert @2)))))
2761    (simplify
2762     (pointer_diff (pointer_plus @0 @2) (pointer_plus @1 @2))
2763      (pointer_diff @0 @1))
2764    (simplify
2765     (pointer_diff (pointer_plus @@0 @1) (pointer_plus @0 @2))
2766     /* The second argument of pointer_plus must be interpreted as signed, and
2767        thus sign-extended if necessary.  */
2768     (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
2769      /* Use view_convert instead of convert here, as POINTER_PLUS_EXPR
2770         second arg is unsigned even when we need to consider it as signed,
2771         we don't want to diagnose overflow here.  */
2772      (minus (convert (view_convert:stype @1))
2773             (convert (view_convert:stype @2)))))))
2775 /* (A * C) +- (B * C) -> (A+-B) * C and (A * C) +- A -> A * (C+-1).
2776     Modeled after fold_plusminus_mult_expr.  */
2777 (if (!TYPE_SATURATING (type)
2778      && (!FLOAT_TYPE_P (type) || flag_associative_math))
2779  (for plusminus (plus minus)
2780   (simplify
2781    (plusminus (mult:cs@3 @0 @1) (mult:cs@4 @0 @2))
2782    (if (!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2783         || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2784         || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2785             && tree_expr_nonzero_p (@0)
2786             && expr_not_equal_to (@0, wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2787     (if (single_use (@3) || single_use (@4))
2788      /* If @1 +- @2 is constant require a hard single-use on either
2789         original operand (but not on both).  */
2790      (mult (plusminus @1 @2) @0)
2791 #if GIMPLE
2792      (mult! (plusminus @1 @2) @0)
2793 #endif
2794   )))
2795   /* We cannot generate constant 1 for fract.  */
2796   (if (!ALL_FRACT_MODE_P (TYPE_MODE (type)))
2797    (simplify
2798     (plusminus @0 (mult:c@3 @0 @2))
2799     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2800           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2801           /* For @0 + @0*@2 this transformation would introduce UB
2802              (where there was none before) for @0 in [-1,0] and @2 max.
2803              For @0 - @0*@2 this transformation would introduce UB
2804              for @0 0 and @2 in [min,min+1] or @0 -1 and @2 min+1.  */
2805           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2806               && ((tree_expr_nonzero_p (@0)
2807                    && expr_not_equal_to (@0,
2808                                 wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type))))
2809                   || (plusminus == PLUS_EXPR
2810                       ? expr_not_equal_to (@2,
2811                             wi::max_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
2812                       /* Let's ignore the @0 -1 and @2 min case.  */
2813                       : (expr_not_equal_to (@2,
2814                             wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))
2815                          && expr_not_equal_to (@2,
2816                                 wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)
2817                                 + 1))))))
2818          && single_use (@3))
2819      (mult (plusminus { build_one_cst (type); } @2) @0)))
2820    (simplify
2821     (plusminus (mult:c@3 @0 @2) @0)
2822     (if ((!ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2823           || TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2824           /* For @0*@2 + @0 this transformation would introduce UB
2825              (where there was none before) for @0 in [-1,0] and @2 max.
2826              For @0*@2 - @0 this transformation would introduce UB
2827              for @0 0 and @2 min.  */
2828           || (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2829               && ((tree_expr_nonzero_p (@0)
2830                    && (plusminus == MINUS_EXPR
2831                        || expr_not_equal_to (@0,
2832                                 wi::minus_one (TYPE_PRECISION (type)))))
2833                   || expr_not_equal_to (@2,
2834                         (plusminus == PLUS_EXPR
2835                          ? wi::max_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED)
2836                          : wi::min_value (TYPE_PRECISION (type), SIGNED))))))
2837          && single_use (@3))
2838      (mult (plusminus @2 { build_one_cst (type); }) @0))))))
2840 #if GIMPLE
2841 /* Canonicalize X + (X << C) into X * (1 + (1 << C)) and
2842    (X << C1) + (X << C2) into X * ((1 << C1) + (1 << C2)).  */
2843 (simplify
2844  (plus:c @0 (lshift:s @0 INTEGER_CST@1))
2845   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2846        && tree_fits_uhwi_p (@1)
2847        && tree_to_uhwi (@1) < element_precision (type)
2848        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2849            || optab_handler (smul_optab,
2850                              TYPE_MODE (type)) != CODE_FOR_nothing))
2851    (with { tree t = type;
2852            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t)) t = unsigned_type_for (t);
2853            wide_int w = wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@1),
2854                                              element_precision (type));
2855            w += 1;
2856            tree cst = wide_int_to_tree (VECTOR_TYPE_P (t) ? TREE_TYPE (t)
2857                                         : t, w);
2858            cst = build_uniform_cst (t, cst); }
2859     (convert (mult (convert:t @0) { cst; })))))
2860 (simplify
2861  (plus (lshift:s @0 INTEGER_CST@1) (lshift:s @0 INTEGER_CST@2))
2862   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2863        && tree_fits_uhwi_p (@1)
2864        && tree_to_uhwi (@1) < element_precision (type)
2865        && tree_fits_uhwi_p (@2)
2866        && tree_to_uhwi (@2) < element_precision (type)
2867        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
2868            || optab_handler (smul_optab,
2869                              TYPE_MODE (type)) != CODE_FOR_nothing))
2870    (with { tree t = type;
2871            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t)) t = unsigned_type_for (t);
2872            unsigned int prec = element_precision (type);
2873            wide_int w = wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@1), prec);
2874            w += wi::set_bit_in_zero (tree_to_uhwi (@2), prec);
2875            tree cst = wide_int_to_tree (VECTOR_TYPE_P (t) ? TREE_TYPE (t)
2876                                         : t, w);
2877            cst = build_uniform_cst (t, cst); }
2878     (convert (mult (convert:t @0) { cst; })))))
2879 #endif
2881 /* Canonicalize (X*C1)|(X*C2) and (X*C1)^(X*C2) to (C1+C2)*X when
2882    tree_nonzero_bits allows IOR and XOR to be treated like PLUS.
2883    Likewise, handle (X<<C3) and X as legitimate variants of X*C.  */
2884 (for op (bit_ior bit_xor)
2885  (simplify
2886   (op (mult:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
2887       (mult:s@3 @1 INTEGER_CST@4))
2888   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2889        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@3)) == 0)
2890    (mult @1
2891          { wide_int_to_tree (type, wi::to_wide (@2) + wi::to_wide (@4)); })))
2892  (simplify
2893   (op:c (mult:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
2894         (lshift:s@3 @1 INTEGER_CST@4))
2895   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2896        && tree_int_cst_sgn (@4) > 0
2897        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@3)) == 0)
2898    (with { wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (type));
2899            wide_int c = wi::add (wi::to_wide (@2),
2900                                  wi::lshift (wone, wi::to_wide (@4))); }
2901     (mult @1 { wide_int_to_tree (type, c); }))))
2902  (simplify
2903   (op:c (mult:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
2904         @1)
2905   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type)
2906        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
2907    (mult @1
2908          { wide_int_to_tree (type,
2909                              wi::add (wi::to_wide (@2), 1)); })))
2910  (simplify
2911   (op (lshift:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
2912       (lshift:s@3 @1 INTEGER_CST@4))
2913   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2914        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
2915        && tree_int_cst_sgn (@4) > 0
2916        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@3)) == 0)
2917    (with { tree t = type;
2918            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t))
2919              t = unsigned_type_for (t);
2920            wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (t));
2921            wide_int c = wi::add (wi::lshift (wone, wi::to_wide (@2)),
2922                                  wi::lshift (wone, wi::to_wide (@4))); }
2923     (convert (mult:t (convert:t @1) { wide_int_to_tree (t,c); })))))
2924  (simplify
2925   (op:c (lshift:s@0 @1 INTEGER_CST@2)
2926         @1)
2927   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2928        && tree_int_cst_sgn (@2) > 0
2929        && (tree_nonzero_bits (@0) & tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
2930    (with { tree t = type;
2931            if (!TYPE_OVERFLOW_WRAPS (t))
2932              t = unsigned_type_for (t);
2933            wide_int wone = wi::one (TYPE_PRECISION (t));
2934            wide_int c = wi::add (wi::lshift (wone, wi::to_wide (@2)), wone); }
2935     (convert (mult:t (convert:t @1) { wide_int_to_tree (t, c); }))))))
2937 /* Simplifications of MIN_EXPR, MAX_EXPR, fmin() and fmax().  */
2939 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
2940  (simplify
2941   (minmax @0 @0)
2942   @0))
2943 /* min(max(x,y),y) -> y.  */
2944 (simplify
2945  (min:c (max:c @0 @1) @1)
2946  @1)
2947 /* max(min(x,y),y) -> y.  */
2948 (simplify
2949  (max:c (min:c @0 @1) @1)
2950  @1)
2951 /* max(a,-a) -> abs(a).  */
2952 (simplify
2953  (max:c @0 (negate @0))
2954  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2955       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2956           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2957   (abs @0)))
2958 /* min(a,-a) -> -abs(a).  */
2959 (simplify
2960  (min:c @0 (negate @0))
2961  (if (TREE_CODE (type) != COMPLEX_TYPE
2962       && (! ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
2963           || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (type)))
2964   (negate (abs @0))))
2965 (simplify
2966  (min @0 @1)
2967  (switch
2968   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2969        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2970        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2971    @1)
2972   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2973        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2974        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2975    @0)))
2976 (simplify
2977  (max @0 @1)
2978  (switch
2979   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2980        && TYPE_MAX_VALUE (type)
2981        && operand_equal_p (@1, TYPE_MAX_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2982    @1)
2983   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
2984        && TYPE_MIN_VALUE (type)
2985        && operand_equal_p (@1, TYPE_MIN_VALUE (type), OEP_ONLY_CONST))
2986    @0)))
2988 /* max (a, a + CST) -> a + CST where CST is positive.  */
2989 /* max (a, a + CST) -> a where CST is negative.  */
2990 (simplify
2991  (max:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
2992   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
2993    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
2994     @2
2995     @0)))
2997 /* min (a, a + CST) -> a where CST is positive.  */
2998 /* min (a, a + CST) -> a + CST where CST is negative. */
2999 (simplify
3000  (min:c @0 (plus@2 @0 INTEGER_CST@1))
3001   (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
3002    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
3003     @0
3004     @2)))
3006 /* (convert (minmax ((convert (x) c)))) -> minmax (x c) if x is promoted
3007    and the outer convert demotes the expression back to x's type.  */
3008 (for minmax (min max)
3009  (simplify
3010   (convert (minmax@0 (convert @1) INTEGER_CST@2))
3011   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3012        && types_match (@1, type) && int_fits_type_p (@2, type)
3013        && TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIGN (type)
3014        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type))
3015    (minmax @1 (convert @2)))))
3017 (for minmax (FMIN_ALL FMAX_ALL)
3018  /* If either argument is NaN, return the other one.  Avoid the
3019     transformation if we get (and honor) a signalling NaN.  */
3020  (simplify
3021   (minmax:c @0 REAL_CST@1)
3022   (if (real_isnan (TREE_REAL_CST_PTR (@1))
3023        && (!HONOR_SNANS (@1) || !TREE_REAL_CST (@1).signalling))
3024    @0)))
3025 /* Convert fmin/fmax to MIN_EXPR/MAX_EXPR.  C99 requires these
3026    functions to return the numeric arg if the other one is NaN.
3027    MIN and MAX don't honor that, so only transform if -ffinite-math-only
3028    is set.  C99 doesn't require -0.0 to be handled, so we don't have to
3029    worry about it either.  */
3030 (if (flag_finite_math_only)
3031  (simplify
3032   (FMIN_ALL @0 @1)
3033   (min @0 @1))
3034  (simplify
3035   (FMAX_ALL @0 @1)
3036   (max @0 @1)))
3037 /* min (-A, -B) -> -max (A, B)  */
3038 (for minmax (min max FMIN_ALL FMAX_ALL)
3039      maxmin (max min FMAX_ALL FMIN_ALL)
3040  (simplify
3041   (minmax (negate:s@2 @0) (negate:s@3 @1))
3042   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3043        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3044            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
3045    (negate (maxmin @0 @1)))))
3046 /* MIN (~X, ~Y) -> ~MAX (X, Y)
3047    MAX (~X, ~Y) -> ~MIN (X, Y)  */
3048 (for minmax (min max)
3049  maxmin (max min)
3050  (simplify
3051   (minmax (bit_not:s@2 @0) (bit_not:s@3 @1))
3052   (bit_not (maxmin @0 @1))))
3054 /* MIN (X, Y) == X -> X <= Y  */
3055 (for minmax (min min max max)
3056      cmp    (eq  ne  eq  ne )
3057      out    (le  gt  ge  lt )
3058  (simplify
3059   (cmp:c (minmax:c @0 @1) @0)
3060   (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3061    (out @0 @1))))
3062 /* MIN (X, 5) == 0 -> X == 0
3063    MIN (X, 5) == 7 -> false  */
3064 (for cmp (eq ne)
3065  (simplify
3066   (cmp (min @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3067   (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3068                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3069    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3070    (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3071                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3072     (cmp @0 @2)))))
3073 (for cmp (eq ne)
3074  (simplify
3075   (cmp (max @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3076   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3077                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3078    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3079    (if (wi::lt_p (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3080                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0))))
3081     (cmp @0 @2)))))
3082 /* MIN (X, C1) < C2 -> X < C2 || C1 < C2  */
3083 (for minmax (min     min     max     max     min     min     max     max    )
3084      cmp    (lt      le      gt      ge      gt      ge      lt      le     )
3085      comb   (bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior bit_and bit_and bit_and bit_and)
3086  (simplify
3087   (cmp (minmax @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3088   (comb (cmp @0 @2) (cmp @1 @2))))
3090 /* X <= MAX(X, Y) -> true
3091    X > MAX(X, Y) -> false 
3092    X >= MIN(X, Y) -> true
3093    X < MIN(X, Y) -> false */
3094 (for minmax (min     min     max     max     )
3095      cmp    (ge      lt      le      gt      )
3096  (simplify
3097   (cmp @0 (minmax:c @0 @1))
3098   { constant_boolean_node (cmp == GE_EXPR || cmp == LE_EXPR, type); } ))
3100 /* Undo fancy way of writing max/min or other ?: expressions,
3101    like a - ((a - b) & -(a < b)), in this case into (a < b) ? b : a.
3102    People normally use ?: and that is what we actually try to optimize.  */
3103 (for cmp (simple_comparison)
3104  (simplify
3105   (minus @0 (bit_and:c (minus @0 @1)
3106                        (convert? (negate@4 (convert? (cmp@5 @2 @3))))))
3107   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3108        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@4))
3109        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@4)) != BOOLEAN_TYPE
3110        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@5))
3111        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)) >= TYPE_PRECISION (type)
3112            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@4)))
3113        && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
3114    (cond (cmp @2 @3) @1 @0)))
3115  (simplify
3116   (plus:c @0 (bit_and:c (minus @1 @0)
3117                         (convert? (negate@4 (convert? (cmp@5 @2 @3))))))
3118   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3119        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@4))
3120        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@4)) != BOOLEAN_TYPE
3121        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@5))
3122        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)) >= TYPE_PRECISION (type)
3123            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@4)))
3124        && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
3125    (cond (cmp @2 @3) @1 @0)))
3126  /* Similarly with ^ instead of - though in that case with :c.  */
3127  (simplify
3128   (bit_xor:c @0 (bit_and:c (bit_xor:c @0 @1)
3129                            (convert? (negate@4 (convert? (cmp@5 @2 @3))))))
3130   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3131        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@4))
3132        && TREE_CODE (TREE_TYPE (@4)) != BOOLEAN_TYPE
3133        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@5))
3134        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4)) >= TYPE_PRECISION (type)
3135            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@4)))
3136        && (GIMPLE || !TREE_SIDE_EFFECTS (@1)))
3137    (cond (cmp @2 @3) @1 @0))))
3139 /* Simplifications of shift and rotates.  */
3141 (for rotate (lrotate rrotate)
3142  (simplify
3143   (rotate integer_all_onesp@0 @1)
3144   @0))
3146 /* Optimize -1 >> x for arithmetic right shifts.  */
3147 (simplify
3148  (rshift integer_all_onesp@0 @1)
3149  (if (!TYPE_UNSIGNED (type))
3150   @0))
3152 /* Optimize (x >> c) << c into x & (-1<<c).  */
3153 (simplify
3154  (lshift (nop_convert? (rshift @0 INTEGER_CST@1)) @1)
3155  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type)))
3156   /* It doesn't matter if the right shift is arithmetic or logical.  */
3157   (bit_and (view_convert @0) (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
3159 (simplify
3160  (lshift (convert (convert@2 (rshift @0 INTEGER_CST@1))) @1)
3161  (if (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))
3162       /* Allow intermediate conversion to integral type with whatever sign, as
3163          long as the low TYPE_PRECISION (type)
3164          - TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) bits are preserved.  */
3165       && INTEGRAL_TYPE_P (type)
3166       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3167       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3168       && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3169       && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) >= TYPE_PRECISION (type)
3170           || wi::geu_p (wi::to_wide (@1),
3171                         TYPE_PRECISION (type)
3172                         - TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)))))
3173   (bit_and (convert @0) (lshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
3175 /* Optimize (x << c) >> c into x & ((unsigned)-1 >> c) for unsigned
3176    types.  */
3177 (simplify
3178  (rshift (lshift @0 INTEGER_CST@1) @1)
3179  (if (TYPE_UNSIGNED (type)
3180       && (wi::ltu_p (wi::to_wide (@1), element_precision (type))))
3181   (bit_and @0 (rshift { build_minus_one_cst (type); } @1))))
3183 /* Optimize x >> x into 0 */
3184 (simplify
3185  (rshift @0 @0)
3186   { build_zero_cst (type); })
3188 (for shiftrotate (lrotate rrotate lshift rshift)
3189  (simplify
3190   (shiftrotate @0 integer_zerop)
3191   (non_lvalue @0))
3192  (simplify
3193   (shiftrotate integer_zerop@0 @1)
3194   @0)
3195  /* Prefer vector1 << scalar to vector1 << vector2
3196     if vector2 is uniform.  */
3197  (for vec (VECTOR_CST CONSTRUCTOR)
3198   (simplify
3199    (shiftrotate @0 vec@1)
3200    (with { tree tem = uniform_vector_p (@1); }
3201     (if (tem)
3202      (shiftrotate @0 { tem; }))))))
3204 /* Simplify X << Y where Y's low width bits are 0 to X, as only valid
3205    Y is 0.  Similarly for X >> Y.  */
3206 #if GIMPLE
3207 (for shift (lshift rshift)
3208  (simplify
3209   (shift @0 SSA_NAME@1)
3210    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3211     (with {
3212       int width = ceil_log2 (element_precision (TREE_TYPE (@0)));
3213       int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
3214      }
3215      (if ((get_nonzero_bits (@1) & wi::mask (width, false, prec)) == 0)
3216       @0)))))
3217 #endif
3219 /* Rewrite an LROTATE_EXPR by a constant into an
3220    RROTATE_EXPR by a new constant.  */
3221 (simplify
3222  (lrotate @0 INTEGER_CST@1)
3223  (rrotate @0 { const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1),
3224                             build_int_cst (TREE_TYPE (@1),
3225                                            element_precision (type)), @1); }))
3227 /* Turn (a OP c1) OP c2 into a OP (c1+c2).  */
3228 (for op (lrotate rrotate rshift lshift)
3229  (simplify
3230   (op (op @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3231   (with { unsigned int prec = element_precision (type); }
3232    (if (wi::ge_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
3233         && wi::lt_p (wi::to_wide (@1), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
3234         && wi::ge_p (wi::to_wide (@2), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
3235         && wi::lt_p (wi::to_wide (@2), prec, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2))))
3236     (with { unsigned int low = (tree_to_uhwi (@1)
3237                                 + tree_to_uhwi (@2)); }
3238      /* Deal with a OP (c1 + c2) being undefined but (a OP c1) OP c2
3239         being well defined.  */
3240      (if (low >= prec)
3241       (if (op == LROTATE_EXPR || op == RROTATE_EXPR)
3242        (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low % prec); })
3243        (if (TYPE_UNSIGNED (type) || op == LSHIFT_EXPR)
3244         { build_zero_cst (type); }
3245         (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), prec - 1); })))
3246       (op @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), low); })))))))
3249 /* Simplify (CST << x) & 1 to 0 if CST is even or to x == 0 if it is odd.  */
3250 (simplify
3251  (bit_and (lshift INTEGER_CST@1 @0) integer_onep)
3252   (if ((wi::to_wide (@1) & 1) != 0)
3253    (convert (eq:boolean_type_node @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
3254    { build_zero_cst (type); }))
3256 /* Simplify ((C << x) & D) != 0 where C and D are power of two constants,
3257    either to false if D is smaller (unsigned comparison) than C, or to
3258    x == log2 (D) - log2 (C).  Similarly for right shifts.  */
3259 (for cmp (ne eq)
3260      icmp (eq ne)
3261  (simplify
3262   (cmp (bit_and (lshift integer_pow2p@1 @0) integer_pow2p@2) integer_zerop)
3263    (with { int c1 = wi::clz (wi::to_wide (@1));
3264            int c2 = wi::clz (wi::to_wide (@2)); }
3265     (if (c1 < c2)
3266      { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? false : true, type); }
3267      (icmp @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@0), c1 - c2); }))))
3268  (simplify
3269   (cmp (bit_and (rshift integer_pow2p@1 @0) integer_pow2p@2) integer_zerop)
3270    (if (tree_int_cst_sgn (@1) > 0)
3271     (with { int c1 = wi::clz (wi::to_wide (@1));
3272             int c2 = wi::clz (wi::to_wide (@2)); }
3273      (if (c1 > c2)
3274       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? false : true, type); }
3275       (icmp @0 { build_int_cst (TREE_TYPE (@0), c2 - c1); }))))))
3277 /* (CST1 << A) == CST2 -> A == ctz (CST2) - ctz (CST1)
3278    (CST1 << A) != CST2 -> A != ctz (CST2) - ctz (CST1)
3279    if CST2 != 0.  */
3280 (for cmp (ne eq)
3281  (simplify
3282   (cmp (lshift INTEGER_CST@0 @1) INTEGER_CST@2)
3283   (with { int cand = wi::ctz (wi::to_wide (@2)) - wi::ctz (wi::to_wide (@0)); }
3284    (if (cand < 0
3285         || (!integer_zerop (@2)
3286             && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) != wi::to_wide (@2)))
3287     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
3288     (if (!integer_zerop (@2)
3289          && wi::lshift (wi::to_wide (@0), cand) == wi::to_wide (@2))
3290      (cmp @1 { build_int_cst (TREE_TYPE (@1), cand); }))))))
3292 /* Fold (X << C1) & C2 into (X << C1) & (C2 | ((1 << C1) - 1))
3293         (X >> C1) & C2 into (X >> C1) & (C2 | ~((type) -1 >> C1))
3294    if the new mask might be further optimized.  */
3295 (for shift (lshift rshift)
3296  (simplify
3297   (bit_and (convert?:s@4 (shift:s@5 (convert1?@3 @0) INTEGER_CST@1))
3298            INTEGER_CST@2)
3299    (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@5))
3300         && TYPE_PRECISION (type) <= HOST_BITS_PER_WIDE_INT
3301         && tree_fits_uhwi_p (@1)
3302         && tree_to_uhwi (@1) > 0
3303         && tree_to_uhwi (@1) < TYPE_PRECISION (type))
3304     (with
3305      {
3306        unsigned int shiftc = tree_to_uhwi (@1);
3307        unsigned HOST_WIDE_INT mask = TREE_INT_CST_LOW (@2);
3308        unsigned HOST_WIDE_INT newmask, zerobits = 0;
3309        tree shift_type = TREE_TYPE (@3);
3310        unsigned int prec;
3312        if (shift == LSHIFT_EXPR)
3313          zerobits = ((HOST_WIDE_INT_1U << shiftc) - 1);
3314        else if (shift == RSHIFT_EXPR
3315                 && type_has_mode_precision_p (shift_type))
3316          {
3317            prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3));
3318            tree arg00 = @0;
3319            /* See if more bits can be proven as zero because of
3320               zero extension.  */
3321            if (@3 != @0
3322                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
3323              {
3324                tree inner_type = TREE_TYPE (@0);
3325                if (type_has_mode_precision_p (inner_type)
3326                    && TYPE_PRECISION (inner_type) < prec)
3327                  {
3328                    prec = TYPE_PRECISION (inner_type);
3329                    /* See if we can shorten the right shift.  */
3330                    if (shiftc < prec)
3331                      shift_type = inner_type;
3332                    /* Otherwise X >> C1 is all zeros, so we'll optimize
3333                       it into (X, 0) later on by making sure zerobits
3334                       is all ones.  */
3335                  }
3336              }
3337            zerobits = HOST_WIDE_INT_M1U;
3338            if (shiftc < prec)
3339              {
3340                zerobits >>= HOST_BITS_PER_WIDE_INT - shiftc;
3341                zerobits <<= prec - shiftc;
3342              }
3343            /* For arithmetic shift if sign bit could be set, zerobits
3344               can contain actually sign bits, so no transformation is
3345               possible, unless MASK masks them all away.  In that
3346               case the shift needs to be converted into logical shift.  */
3347            if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@3))
3348                && prec == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)))
3349              {
3350                if ((mask & zerobits) == 0)
3351                  shift_type = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@3));
3352                else
3353                  zerobits = 0;
3354              }
3355          }
3356      }
3357      /* ((X << 16) & 0xff00) is (X, 0).  */
3358      (if ((mask & zerobits) == mask)
3359       { build_int_cst (type, 0); }
3360       (with { newmask = mask | zerobits; }
3361        (if (newmask != mask && (newmask & (newmask + 1)) == 0)
3362         (with
3363          {
3364            /* Only do the transformation if NEWMASK is some integer
3365               mode's mask.  */
3366            for (prec = BITS_PER_UNIT;
3367                 prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; prec <<= 1)
3368              if (newmask == (HOST_WIDE_INT_1U << prec) - 1)
3369                break;
3370          }
3371          (if (prec < HOST_BITS_PER_WIDE_INT
3372               || newmask == HOST_WIDE_INT_M1U)
3373           (with
3374            { tree newmaskt = build_int_cst_type (TREE_TYPE (@2), newmask); }
3375            (if (!tree_int_cst_equal (newmaskt, @2))
3376             (if (shift_type != TREE_TYPE (@3))
3377              (bit_and (convert (shift:shift_type (convert @3) @1)) { newmaskt; })
3378              (bit_and @4 { newmaskt; })))))))))))))
3380 /* Fold (X {&,^,|} C2) << C1 into (X << C1) {&,^,|} (C2 << C1)
3381    (X {&,^,|} C2) >> C1 into (X >> C1) & (C2 >> C1).  */
3382 (for shift (lshift rshift)
3383  (for bit_op (bit_and bit_xor bit_ior)
3384   (simplify
3385    (shift (convert?:s (bit_op:s @0 INTEGER_CST@2)) INTEGER_CST@1)
3386    (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3387     (with { tree mask = int_const_binop (shift, fold_convert (type, @2), @1); }
3388      (if (mask)
3389       (bit_op (shift (convert @0) @1) { mask; })))))))
3391 /* ~(~X >> Y) -> X >> Y (for arithmetic shift).  */
3392 (simplify
3393  (bit_not (convert1?:s (rshift:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
3394   (if (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
3395        && (element_precision (TREE_TYPE (@0))
3396            <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3397            || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1))))
3398    (with
3399     { tree shift_type = TREE_TYPE (@0); }
3400      (convert (rshift (convert:shift_type @1) @2)))))
3402 /* ~(~X >>r Y) -> X >>r Y
3403    ~(~X <<r Y) -> X <<r Y */
3404 (for rotate (lrotate rrotate)
3405  (simplify
3406   (bit_not (convert1?:s (rotate:s (convert2?@0 (bit_not @1)) @2)))
3407    (if ((element_precision (TREE_TYPE (@0))
3408          <= element_precision (TREE_TYPE (@1))
3409          || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))
3410         && (element_precision (type) <= element_precision (TREE_TYPE (@0))
3411             || !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
3412     (with
3413      { tree rotate_type = TREE_TYPE (@0); }
3414       (convert (rotate (convert:rotate_type @1) @2))))))
3416 (for cmp (eq ne)
3417  (for rotate (lrotate rrotate)
3418       invrot (rrotate lrotate)
3419   /* (X >>r Y) cmp (Z >>r Y) may simplify to X cmp Y. */
3420   (simplify
3421    (cmp (rotate @1 @0) (rotate @2 @0))
3422    (cmp @1 @2))
3423   /* (X >>r C1) cmp C2 may simplify to X cmp C3. */
3424   (simplify
3425    (cmp (rotate @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
3426    (cmp @0 { const_binop (invrot, TREE_TYPE (@0), @2, @1); }))
3427   /* (X >>r Y) cmp C where C is 0 or ~0, may simplify to X cmp C.  */
3428   (simplify
3429    (cmp (rotate @0 @1) INTEGER_CST@2)
3430     (if (integer_zerop (@2) || integer_all_onesp (@2))
3431      (cmp @0 @2)))))
3433 /* Both signed and unsigned lshift produce the same result, so use
3434    the form that minimizes the number of conversions.  Postpone this
3435    transformation until after shifts by zero have been folded.  */
3436 (simplify
3437  (convert (lshift:s@0 (convert:s@1 @2) INTEGER_CST@3))
3438  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3439       && tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0))
3440       && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
3441       && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) <= TYPE_PRECISION (type)
3442       && !integer_zerop (@3))
3443   (lshift (convert @2) @3)))
3445 /* Simplifications of conversions.  */
3447 /* Basic strip-useless-type-conversions / strip_nops.  */
3448 (for cvt (convert view_convert float fix_trunc)
3449  (simplify
3450   (cvt @0)
3451   (if ((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, TREE_TYPE (@0)))
3452        || (GENERIC && type == TREE_TYPE (@0)))
3453    @0)))
3455 /* Contract view-conversions.  */
3456 (simplify
3457   (view_convert (view_convert @0))
3458   (view_convert @0))
3460 /* For integral conversions with the same precision or pointer
3461    conversions use a NOP_EXPR instead.  */
3462 (simplify
3463   (view_convert @0)
3464   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (type) || POINTER_TYPE_P (type))
3465        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3466        && TYPE_PRECISION (type) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
3467    (convert @0)))
3469 /* Strip inner integral conversions that do not change precision or size, or
3470    zero-extend while keeping the same size (for bool-to-char).  */
3471 (simplify
3472   (view_convert (convert@0 @1))
3473   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
3474        && (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
3475        && TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1))
3476        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3477            || (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
3478                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@1)))))
3479    (view_convert @1)))
3481 /* Simplify a view-converted empty constructor.  */
3482 (simplify
3483   (view_convert CONSTRUCTOR@0)
3484   (if (TREE_CODE (@0) != SSA_NAME
3485        && CONSTRUCTOR_NELTS (@0) == 0)
3486    { build_zero_cst (type); }))
3488 /* Re-association barriers around constants and other re-association
3489    barriers can be removed.  */
3490 (simplify
3491  (paren CONSTANT_CLASS_P@0)
3492  @0)
3493 (simplify
3494  (paren (paren@1 @0))
3495  @1)
3497 /* Handle cases of two conversions in a row.  */
3498 (for ocvt (convert float fix_trunc)
3499  (for icvt (convert float)
3500   (simplify
3501    (ocvt (icvt@1 @0))
3502    (with
3503     {
3504       tree inside_type = TREE_TYPE (@0);
3505       tree inter_type = TREE_TYPE (@1);
3506       int inside_int = INTEGRAL_TYPE_P (inside_type);
3507       int inside_ptr = POINTER_TYPE_P (inside_type);
3508       int inside_float = FLOAT_TYPE_P (inside_type);
3509       int inside_vec = VECTOR_TYPE_P (inside_type);
3510       unsigned int inside_prec = TYPE_PRECISION (inside_type);
3511       int inside_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inside_type);
3512       int inter_int = INTEGRAL_TYPE_P (inter_type);
3513       int inter_ptr = POINTER_TYPE_P (inter_type);
3514       int inter_float = FLOAT_TYPE_P (inter_type);
3515       int inter_vec = VECTOR_TYPE_P (inter_type);
3516       unsigned int inter_prec = TYPE_PRECISION (inter_type);
3517       int inter_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (inter_type);
3518       int final_int = INTEGRAL_TYPE_P (type);
3519       int final_ptr = POINTER_TYPE_P (type);
3520       int final_float = FLOAT_TYPE_P (type);
3521       int final_vec = VECTOR_TYPE_P (type);
3522       unsigned int final_prec = TYPE_PRECISION (type);
3523       int final_unsignedp = TYPE_UNSIGNED (type);
3524     }
3525    (switch
3526     /* In addition to the cases of two conversions in a row
3527        handled below, if we are converting something to its own
3528        type via an object of identical or wider precision, neither
3529        conversion is needed.  */
3530     (if (((GIMPLE && useless_type_conversion_p (type, inside_type))
3531           || (GENERIC
3532               && TYPE_MAIN_VARIANT (type) == TYPE_MAIN_VARIANT (inside_type)))
3533          && (((inter_int || inter_ptr) && final_int)
3534              || (inter_float && final_float))
3535          && inter_prec >= final_prec)
3536      (ocvt @0))
3538     /* Likewise, if the intermediate and initial types are either both
3539        float or both integer, we don't need the middle conversion if the
3540        former is wider than the latter and doesn't change the signedness
3541        (for integers).  Avoid this if the final type is a pointer since
3542        then we sometimes need the middle conversion.  */
3543     (if (((inter_int && inside_int) || (inter_float && inside_float))
3544          && (final_int || final_float)
3545          && inter_prec >= inside_prec
3546          && (inter_float || inter_unsignedp == inside_unsignedp))
3547      (ocvt @0))
3549     /* If we have a sign-extension of a zero-extended value, we can
3550        replace that by a single zero-extension.  Likewise if the
3551        final conversion does not change precision we can drop the
3552        intermediate conversion.  */
3553     (if (inside_int && inter_int && final_int
3554          && ((inside_prec < inter_prec && inter_prec < final_prec
3555               && inside_unsignedp && !inter_unsignedp)
3556              || final_prec == inter_prec))
3557      (ocvt @0))
3559     /* Two conversions in a row are not needed unless:
3560         - some conversion is floating-point (overstrict for now), or
3561         - some conversion is a vector (overstrict for now), or
3562         - the intermediate type is narrower than both initial and
3563           final, or
3564         - the intermediate type and innermost type differ in signedness,
3565           and the outermost type is wider than the intermediate, or
3566         - the initial type is a pointer type and the precisions of the
3567           intermediate and final types differ, or
3568         - the final type is a pointer type and the precisions of the
3569           initial and intermediate types differ.  */
3570     (if (! inside_float && ! inter_float && ! final_float
3571          && ! inside_vec && ! inter_vec && ! final_vec
3572          && (inter_prec >= inside_prec || inter_prec >= final_prec)
3573          && ! (inside_int && inter_int
3574                && inter_unsignedp != inside_unsignedp
3575                && inter_prec < final_prec)
3576          && ((inter_unsignedp && inter_prec > inside_prec)
3577              == (final_unsignedp && final_prec > inter_prec))
3578          && ! (inside_ptr && inter_prec != final_prec)
3579          && ! (final_ptr && inside_prec != inter_prec))
3580      (ocvt @0))
3582     /* A truncation to an unsigned type (a zero-extension) should be
3583        canonicalized as bitwise and of a mask.  */
3584     (if (GIMPLE /* PR70366: doing this in GENERIC breaks -Wconversion.  */
3585          && final_int && inter_int && inside_int
3586          && final_prec == inside_prec
3587          && final_prec > inter_prec
3588          && inter_unsignedp)
3589      (convert (bit_and @0 { wide_int_to_tree
3590                               (inside_type,
3591                                wi::mask (inter_prec, false,
3592                                          TYPE_PRECISION (inside_type))); })))
3594     /* If we are converting an integer to a floating-point that can
3595        represent it exactly and back to an integer, we can skip the
3596        floating-point conversion.  */
3597     (if (GIMPLE /* PR66211 */
3598          && inside_int && inter_float && final_int &&
3599          (unsigned) significand_size (TYPE_MODE (inter_type))
3600          >= inside_prec - !inside_unsignedp)
3601      (convert @0)))))))
3603 /* If we have a narrowing conversion to an integral type that is fed by a
3604    BIT_AND_EXPR, we might be able to remove the BIT_AND_EXPR if it merely
3605    masks off bits outside the final type (and nothing else).  */
3606 (simplify
3607   (convert (bit_and @0 INTEGER_CST@1))
3608   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
3609        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
3610        && TYPE_PRECISION (type) <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
3611        && operand_equal_p (@1, build_low_bits_mask (TREE_TYPE (@1),
3612                                                     TYPE_PRECISION (type)), 0))
3613    (convert @0)))
3616 /* (X /[ex] A) * A -> X.  */
3617 (simplify
3618   (mult (convert1? (exact_div @0 @@1)) (convert2? @1))
3619   (convert @0))
3621 /* Simplify (A / B) * B + (A % B) -> A.  */
3622 (for div (trunc_div ceil_div floor_div round_div)
3623      mod (trunc_mod ceil_mod floor_mod round_mod)
3624   (simplify
3625    (plus:c (mult:c (div @0 @1) @1) (mod @0 @1))
3626    @0))
3628 /* ((X /[ex] A) +- B) * A  -->  X +- A * B.  */
3629 (for op (plus minus)
3630  (simplify
3631   (mult (convert1? (op (convert2? (exact_div @0 INTEGER_CST@@1)) INTEGER_CST@2)) @1)
3632   (if (tree_nop_conversion_p (type, TREE_TYPE (@2))
3633        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)))
3634    (with
3635      {
3636        wi::overflow_type overflow;
3637        wide_int mul = wi::mul (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2),
3638                                TYPE_SIGN (type), &overflow);
3639      }
3640      (if (types_match (type, TREE_TYPE (@2))
3641          && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2)) && !overflow)
3642       (op @0 { wide_int_to_tree (type, mul); })
3643       (with { tree utype = unsigned_type_for (type); }
3644        (convert (op (convert:utype @0)
3645                     (mult (convert:utype @1) (convert:utype @2))))))))))
3647 /* Canonicalization of binary operations.  */
3649 /* Convert X + -C into X - C.  */
3650 (simplify
3651  (plus @0 REAL_CST@1)
3652  (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
3653   (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, type, @1); }
3654    (if (!TREE_OVERFLOW (tem) || !flag_trapping_math)
3655     (minus @0 { tem; })))))
3657 /* Convert x+x into x*2.  */
3658 (simplify
3659  (plus @0 @0)
3660  (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
3661   (mult @0 { build_real (type, dconst2); })
3662   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type))
3663    (mult @0 { build_int_cst (type, 2); }))))
3665 /* 0 - X  ->  -X.  */
3666 (simplify
3667  (minus integer_zerop @1)
3668  (negate @1))
3669 (simplify
3670  (pointer_diff integer_zerop @1)
3671  (negate (convert @1)))
3673 /* (ARG0 - ARG1) is the same as (-ARG1 + ARG0).  So check whether
3674    ARG0 is zero and X + ARG0 reduces to X, since that would mean
3675    (-ARG1 + ARG0) reduces to -ARG1.  */
3676 (simplify
3677  (minus real_zerop@0 @1)
3678  (if (fold_real_zero_addition_p (type, @1, @0, 0))
3679   (negate @1)))
3681 /* Transform x * -1 into -x.  */
3682 (simplify
3683  (mult @0 integer_minus_onep)
3684  (negate @0))
3686 /* Reassociate (X * CST) * Y to (X * Y) * CST.  This does not introduce
3687    signed overflow for CST != 0 && CST != -1.  */
3688 (simplify
3689  (mult:c (mult:s@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
3690  (if (TREE_CODE (@2) != INTEGER_CST
3691       && single_use (@3)
3692       && !integer_zerop (@1) && !integer_minus_onep (@1))
3693   (mult (mult @0 @2) @1)))
3695 /* True if we can easily extract the real and imaginary parts of a complex
3696    number.  */
3697 (match compositional_complex
3698  (convert? (complex @0 @1)))
3700 /* COMPLEX_EXPR and REALPART/IMAGPART_EXPR cancellations.  */
3701 (simplify
3702  (complex (realpart @0) (imagpart @0))
3703  @0)
3704 (simplify
3705  (realpart (complex @0 @1))
3706  @0)
3707 (simplify
3708  (imagpart (complex @0 @1))
3709  @1)
3711 /* Sometimes we only care about half of a complex expression.  */
3712 (simplify
3713  (realpart (convert?:s (conj:s @0)))
3714  (convert (realpart @0)))
3715 (simplify
3716  (imagpart (convert?:s (conj:s @0)))
3717  (convert (negate (imagpart @0))))
3718 (for part (realpart imagpart)
3719  (for op (plus minus)
3720   (simplify
3721    (part (convert?:s@2 (op:s @0 @1)))
3722    (convert (op (part @0) (part @1))))))
3723 (simplify
3724  (realpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
3725  (convert (COS @0)))
3726 (simplify
3727  (imagpart (convert?:s (CEXPI:s @0)))
3728  (convert (SIN @0)))
3730 /* conj(conj(x)) -> x  */
3731 (simplify
3732  (conj (convert? (conj @0)))
3733  (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), type))
3734   (convert @0)))
3736 /* conj({x,y}) -> {x,-y}  */
3737 (simplify
3738  (conj (convert?:s (complex:s @0 @1)))
3739  (with { tree itype = TREE_TYPE (type); }
3740   (complex (convert:itype @0) (negate (convert:itype @1)))))
3742 /* BSWAP simplifications, transforms checked by gcc.dg/builtin-bswap-8.c.  */
3743 (for bswap (BUILT_IN_BSWAP16 BUILT_IN_BSWAP32
3744             BUILT_IN_BSWAP64 BUILT_IN_BSWAP128)
3745  (simplify
3746   (bswap (bswap @0))
3747   @0)
3748  (simplify
3749   (bswap (bit_not (bswap @0)))
3750   (bit_not @0))
3751  (for bitop (bit_xor bit_ior bit_and)
3752   (simplify
3753    (bswap (bitop:c (bswap @0) @1))
3754    (bitop @0 (bswap @1))))
3755  (for cmp (eq ne)
3756   (simplify
3757    (cmp (bswap@2 @0) (bswap @1))
3758    (with { tree ctype = TREE_TYPE (@2); }
3759     (cmp (convert:ctype @0) (convert:ctype @1))))
3760   (simplify
3761    (cmp (bswap @0) INTEGER_CST@1)
3762    (with { tree ctype = TREE_TYPE (@1); }
3763     (cmp (convert:ctype @0) (bswap @1)))))
3764  /* (bswap(x) >> C1) & C2 can sometimes be simplified to (x >> C3) & C2.  */
3765  (simplify
3766   (bit_and (convert1? (rshift@0 (convert2? (bswap@4 @1)) INTEGER_CST@2))
3767            INTEGER_CST@3)
3768    (if (BITS_PER_UNIT == 8
3769         && tree_fits_uhwi_p (@2)
3770         && tree_fits_uhwi_p (@3))
3771     (with
3772      {
3773       unsigned HOST_WIDE_INT prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@4));
3774       unsigned HOST_WIDE_INT bits = tree_to_uhwi (@2);
3775       unsigned HOST_WIDE_INT mask = tree_to_uhwi (@3);
3776       unsigned HOST_WIDE_INT lo = bits & 7;
3777       unsigned HOST_WIDE_INT hi = bits - lo;
3778      }
3779      (if (bits < prec
3780           && mask < (256u>>lo)
3781           && bits < TYPE_PRECISION (TREE_TYPE(@0)))
3782       (with { unsigned HOST_WIDE_INT ns = (prec - (hi + 8)) + lo; }
3783        (if (ns == 0)
3784         (bit_and (convert @1) @3)
3785         (with
3786          {
3787           tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1));
3788           tree nst = build_int_cst (integer_type_node, ns);
3789          }
3790          (bit_and (convert (rshift:utype (convert:utype @1) {nst;})) @3))))))))
3791  /* bswap(x) >> C1 can sometimes be simplified to (T)x >> C2.  */
3792  (simplify
3793   (rshift (convert? (bswap@2 @0)) INTEGER_CST@1)
3794    (if (BITS_PER_UNIT == 8
3795         && CHAR_TYPE_SIZE == 8
3796         && tree_fits_uhwi_p (@1))
3797     (with
3798      {
3799       unsigned HOST_WIDE_INT prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2));
3800       unsigned HOST_WIDE_INT bits = tree_to_uhwi (@1);
3801       /* If the bswap was extended before the original shift, this
3802          byte (shift) has the sign of the extension, not the sign of
3803          the original shift.  */
3804       tree st = TYPE_PRECISION (type) > prec ? TREE_TYPE (@2) : type;
3805      }
3806      /* Special case: logical right shift of sign-extended bswap.
3807         (unsigned)(short)bswap16(x)>>12 is (unsigned)((short)x<<8)>>12. */
3808      (if (TYPE_PRECISION (type) > prec
3809           && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2))
3810           && TYPE_UNSIGNED (type)
3811           && bits < prec && bits + 8 >= prec)
3812       (with { tree nst = build_int_cst (integer_type_node, prec - 8); }
3813        (rshift (convert (lshift:st (convert:st @0) {nst;})) @1))
3814       (if (bits + 8 == prec)
3815        (if (TYPE_UNSIGNED (st))
3816         (convert (convert:unsigned_char_type_node @0))
3817         (convert (convert:signed_char_type_node @0)))
3818        (if (bits < prec && bits + 8 > prec)
3819         (with 
3820          {
3821           tree nst = build_int_cst (integer_type_node, bits & 7);
3822           tree bt = TYPE_UNSIGNED (st) ? unsigned_char_type_node
3823                                        : signed_char_type_node;
3824          }
3825          (convert (rshift:bt (convert:bt @0) {nst;})))))))))
3826  /* bswap(x) & C1 can sometimes be simplified to (x >> C2) & C1.  */
3827  (simplify
3828   (bit_and (convert? (bswap@2 @0)) INTEGER_CST@1)
3829    (if (BITS_PER_UNIT == 8
3830         && tree_fits_uhwi_p (@1)
3831         && tree_to_uhwi (@1) < 256)
3832     (with
3833      {
3834       unsigned HOST_WIDE_INT prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2));
3835       tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0));
3836       tree nst = build_int_cst (integer_type_node, prec - 8);
3837      }
3838      (bit_and (convert (rshift:utype (convert:utype @0) {nst;})) @1)))))
3841 /* Combine COND_EXPRs and VEC_COND_EXPRs.  */
3843 /* Simplify constant conditions.
3844    Only optimize constant conditions when the selected branch
3845    has the same type as the COND_EXPR.  This avoids optimizing
3846    away "c ? x : throw", where the throw has a void type.
3847    Note that we cannot throw away the fold-const.c variant nor
3848    this one as we depend on doing this transform before possibly
3849    A ? B : B -> B triggers and the fold-const.c one can optimize
3850    0 ? A : B to B even if A has side-effects.  Something
3851    genmatch cannot handle.  */
3852 (simplify
3853  (cond INTEGER_CST@0 @1 @2)
3854  (if (integer_zerop (@0))
3855   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)) || VOID_TYPE_P (type))
3856    @2)
3857   (if (!VOID_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)) || VOID_TYPE_P (type))
3858    @1)))
3859 (simplify
3860  (vec_cond VECTOR_CST@0 @1 @2)
3861  (if (integer_all_onesp (@0))
3862   @1
3863   (if (integer_zerop (@0))
3864    @2)))
3866 #if GIMPLE
3867 /* Sink unary operations to branches, but only if we do fold both.  */
3868 (for op (negate bit_not abs absu)
3869  (simplify
3870   (op (vec_cond:s @0 @1 @2))
3871   (vec_cond @0 (op! @1) (op! @2))))
3873 /* Sink binary operation to branches, but only if we can fold it.  */
3874 (for op (tcc_comparison plus minus mult bit_and bit_ior bit_xor
3875          lshift rshift rdiv trunc_div ceil_div floor_div round_div
3876          trunc_mod ceil_mod floor_mod round_mod min max)
3877 /* (c ? a : b) op (c ? d : e)  -->  c ? (a op d) : (b op e) */
3878  (simplify
3879   (op (vec_cond:s @0 @1 @2) (vec_cond:s @0 @3 @4))
3880   (vec_cond @0 (op! @1 @3) (op! @2 @4)))
3882 /* (c ? a : b) op d  -->  c ? (a op d) : (b op d) */
3883  (simplify
3884   (op (vec_cond:s @0 @1 @2) @3)
3885   (vec_cond @0 (op! @1 @3) (op! @2 @3)))
3886  (simplify
3887   (op @3 (vec_cond:s @0 @1 @2))
3888   (vec_cond @0 (op! @3 @1) (op! @3 @2))))
3889 #endif
3891 /* (v ? w : 0) ? a : b is just (v & w) ? a : b
3892    Currently disabled after pass lvec because ARM understands
3893    VEC_COND_EXPR<v==w,-1,0> but not a plain v==w fed to BIT_IOR_EXPR.  */
3894 (simplify
3895  (vec_cond (vec_cond:s @0 @3 integer_zerop) @1 @2)
3896  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
3897   (vec_cond (bit_and @0 @3) @1 @2)))
3898 (simplify
3899  (vec_cond (vec_cond:s @0 integer_all_onesp @3) @1 @2)
3900  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
3901   (vec_cond (bit_ior @0 @3) @1 @2)))
3902 (simplify
3903  (vec_cond (vec_cond:s @0 integer_zerop @3) @1 @2)
3904  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
3905   (vec_cond (bit_ior @0 (bit_not @3)) @2 @1)))
3906 (simplify
3907  (vec_cond (vec_cond:s @0 @3 integer_all_onesp) @1 @2)
3908  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @3))
3909   (vec_cond (bit_and @0 (bit_not @3)) @2 @1)))
3911 /* c1 ? c2 ? a : b : b  -->  (c1 & c2) ? a : b  */
3912 (simplify
3913  (vec_cond @0 (vec_cond:s @1 @2 @3) @3)
3914  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
3915   (vec_cond (bit_and @0 @1) @2 @3)))
3916 (simplify
3917  (vec_cond @0 @2 (vec_cond:s @1 @2 @3))
3918  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
3919   (vec_cond (bit_ior @0 @1) @2 @3)))
3920 (simplify
3921  (vec_cond @0 (vec_cond:s @1 @2 @3) @2)
3922  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
3923   (vec_cond (bit_ior (bit_not @0) @1) @2 @3)))
3924 (simplify
3925  (vec_cond @0 @3 (vec_cond:s @1 @2 @3))
3926  (if (optimize_vectors_before_lowering_p () && types_match (@0, @1))
3927   (vec_cond (bit_and (bit_not @0) @1) @2 @3)))
3929 /* Canonicalize mask ? { 0, ... } : { -1, ...} to ~mask if the mask
3930    types are compatible.  */
3931 (simplify
3932  (vec_cond @0 VECTOR_CST@1 VECTOR_CST@2)
3933  (if (VECTOR_BOOLEAN_TYPE_P (type)
3934       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
3935   (if (integer_zerop (@1) && integer_all_onesp (@2))
3936    (bit_not @0)
3937    (if (integer_all_onesp (@1) && integer_zerop (@2))
3938     @0))))
3940 /* A few simplifications of "a ? CST1 : CST2". */
3941 /* NOTE: Only do this on gimple as the if-chain-to-switch
3942    optimization depends on the gimple to have if statements in it. */
3943 #if GIMPLE
3944 (simplify
3945  (cond @0 INTEGER_CST@1 INTEGER_CST@2)
3946  (switch
3947   (if (integer_zerop (@2))
3948    (switch
3949     /* a ? 1 : 0 -> a if 0 and 1 are integral types. */
3950     (if (integer_onep (@1))
3951      (convert (convert:boolean_type_node @0)))
3952     /* a ? -1 : 0 -> -a. */
3953     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && integer_all_onesp (@1))
3954      (negate (convert (convert:boolean_type_node @0))))
3955     /* a ? powerof2cst : 0 -> a << (log2(powerof2cst)) */
3956     (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && integer_pow2p (@1))
3957      (with {
3958        tree shift = build_int_cst (integer_type_node, tree_log2 (@1));
3959       }
3960       (lshift (convert (convert:boolean_type_node @0)) { shift; })))))
3961   (if (integer_zerop (@1))
3962    (with {
3963       tree booltrue = constant_boolean_node (true, boolean_type_node);
3964     }
3965     (switch
3966      /* a ? 0 : 1 -> !a. */
3967      (if (integer_onep (@2))
3968       (convert (bit_xor (convert:boolean_type_node @0) { booltrue; } )))
3969      /* a ? -1 : 0 -> -(!a). */
3970      (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) && integer_all_onesp (@2))
3971       (negate (convert (bit_xor (convert:boolean_type_node @0) { booltrue; } ))))
3972      /* a ? powerof2cst : 0 -> (!a) << (log2(powerof2cst)) */
3973      (if (INTEGRAL_TYPE_P (type) &&  integer_pow2p (@2))
3974       (with {
3975         tree shift = build_int_cst (integer_type_node, tree_log2 (@2));
3976        }
3977        (lshift (convert (bit_xor (convert:boolean_type_node @0) { booltrue; } ))
3978         { shift; }))))))))
3979 #endif
3981 /* Simplification moved from fold_cond_expr_with_comparison.  It may also
3982    be extended.  */
3983 /* This pattern implements two kinds simplification:
3985    Case 1)
3986    (cond (cmp (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (minmax (x c)) if:
3987      1) Conversions are type widening from smaller type.
3988      2) Const c1 equals to c2 after canonicalizing comparison.
3989      3) Comparison has tree code LT, LE, GT or GE.
3990    This specific pattern is needed when (cmp (convert x) c) may not
3991    be simplified by comparison patterns because of multiple uses of
3992    x.  It also makes sense here because simplifying across multiple
3993    referred var is always benefitial for complicated cases.
3995    Case 2)
3996    (cond (eq (convert1? x) c1) (convert2? x) c2) -> (cond (eq x c1) c1 c2).  */
3997 (for cmp (lt le gt ge eq)
3998  (simplify
3999   (cond (cmp (convert1? @1) INTEGER_CST@3) (convert2? @1) INTEGER_CST@2)
4000   (with
4001    {
4002      tree from_type = TREE_TYPE (@1);
4003      tree c1_type = TREE_TYPE (@3), c2_type = TREE_TYPE (@2);
4004      enum tree_code code = ERROR_MARK;
4006      if (INTEGRAL_TYPE_P (from_type)
4007          && int_fits_type_p (@2, from_type)
4008          && (types_match (c1_type, from_type)
4009              || (TYPE_PRECISION (c1_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
4010                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
4011                      || TYPE_SIGN (c1_type) == TYPE_SIGN (from_type))))
4012          && (types_match (c2_type, from_type)
4013              || (TYPE_PRECISION (c2_type) > TYPE_PRECISION (from_type)
4014                  && (TYPE_UNSIGNED (from_type)
4015                      || TYPE_SIGN (c2_type) == TYPE_SIGN (from_type)))))
4016        {
4017          if (cmp != EQ_EXPR)
4018            {
4019              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) - 1))
4020                {
4021                  /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
4022                  if (cmp == LE_EXPR)
4023                    code = LT_EXPR;
4024                  /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
4025                  if (cmp == GT_EXPR)
4026                    code = GE_EXPR;
4027                }
4028              if (wi::to_widest (@3) == (wi::to_widest (@2) + 1))
4029                {
4030                  /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
4031                  if (cmp == LT_EXPR)
4032                    code = LE_EXPR;
4033                  /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
4034                  if (cmp == GE_EXPR)
4035                    code = GT_EXPR;
4036                }
4037              if (code != ERROR_MARK
4038                  || wi::to_widest (@2) == wi::to_widest (@3))
4039                {
4040                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
4041                    code = MIN_EXPR;
4042                  if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4043                    code = MAX_EXPR;
4044                }
4045            }
4046          /* Can do A == C1 ? A : C2  ->  A == C1 ? C1 : C2?  */
4047          else if (int_fits_type_p (@3, from_type))
4048            code = EQ_EXPR;
4049        }
4050    }
4051    (if (code == MAX_EXPR)
4052     (convert (max @1 (convert @2)))
4053     (if (code == MIN_EXPR)
4054      (convert (min @1 (convert @2)))
4055      (if (code == EQ_EXPR)
4056       (convert (cond (eq @1 (convert @3))
4057                      (convert:from_type @3) (convert:from_type @2)))))))))
4059 /* (cond (cmp (convert? x) c1) (op x c2) c3) -> (op (minmax x c1) c2) if:
4061      1) OP is PLUS or MINUS.
4062      2) CMP is LT, LE, GT or GE.
4063      3) C3 == (C1 op C2), and computation doesn't have undefined behavior.
4065    This pattern also handles special cases like:
4067      A) Operand x is a unsigned to signed type conversion and c1 is
4068         integer zero.  In this case,
4069           (signed type)x  < 0  <=>  x  > MAX_VAL(signed type)
4070           (signed type)x >= 0  <=>  x <= MAX_VAL(signed type)
4071      B) Const c1 may not equal to (C3 op' C2).  In this case we also
4072         check equality for (c1+1) and (c1-1) by adjusting comparison
4073         code.
4075    TODO: Though signed type is handled by this pattern, it cannot be
4076    simplified at the moment because C standard requires additional
4077    type promotion.  In order to match&simplify it here, the IR needs
4078    to be cleaned up by other optimizers, i.e, VRP.  */
4079 (for op (plus minus)
4080  (for cmp (lt le gt ge)
4081   (simplify
4082    (cond (cmp (convert? @X) INTEGER_CST@1) (op @X INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
4083    (with { tree from_type = TREE_TYPE (@X), to_type = TREE_TYPE (@1); }
4084     (if (types_match (from_type, to_type)
4085          /* Check if it is special case A).  */
4086          || (TYPE_UNSIGNED (from_type)
4087              && !TYPE_UNSIGNED (to_type)
4088              && TYPE_PRECISION (from_type) == TYPE_PRECISION (to_type)
4089              && integer_zerop (@1)
4090              && (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)))
4091      (with
4092       {
4093         wi::overflow_type overflow = wi::OVF_NONE;
4094         enum tree_code code, cmp_code = cmp;
4095         wide_int real_c1;
4096         wide_int c1 = wi::to_wide (@1);
4097         wide_int c2 = wi::to_wide (@2);
4098         wide_int c3 = wi::to_wide (@3);
4099         signop sgn = TYPE_SIGN (from_type);
4101         /* Handle special case A), given x of unsigned type:
4102             ((signed type)x  < 0) <=> (x  > MAX_VAL(signed type))
4103             ((signed type)x >= 0) <=> (x <= MAX_VAL(signed type))  */
4104         if (!types_match (from_type, to_type))
4105           {
4106             if (cmp_code == LT_EXPR)
4107               cmp_code = GT_EXPR;
4108             if (cmp_code == GE_EXPR)
4109               cmp_code = LE_EXPR;
4110             c1 = wi::max_value (to_type);
4111           }
4112         /* To simplify this pattern, we require c3 = (c1 op c2).  Here we
4113            compute (c3 op' c2) and check if it equals to c1 with op' being
4114            the inverted operator of op.  Make sure overflow doesn't happen
4115            if it is undefined.  */
4116         if (op == PLUS_EXPR)
4117           real_c1 = wi::sub (c3, c2, sgn, &overflow);
4118         else
4119           real_c1 = wi::add (c3, c2, sgn, &overflow);
4121         code = cmp_code;
4122         if (!overflow || !TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (from_type))
4123           {
4124             /* Check if c1 equals to real_c1.  Boundary condition is handled
4125                by adjusting comparison operation if necessary.  */
4126             if (!wi::cmp (wi::sub (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
4127                 && !overflow)
4128               {
4129                 /* X <= Y - 1 equals to X < Y.  */
4130                 if (cmp_code == LE_EXPR)
4131                   code = LT_EXPR;
4132                 /* X > Y - 1 equals to X >= Y.  */
4133                 if (cmp_code == GT_EXPR)
4134                   code = GE_EXPR;
4135               }
4136             if (!wi::cmp (wi::add (real_c1, 1, sgn, &overflow), c1, sgn)
4137                 && !overflow)
4138               {
4139                 /* X < Y + 1 equals to X <= Y.  */
4140                 if (cmp_code == LT_EXPR)
4141                   code = LE_EXPR;
4142                 /* X >= Y + 1 equals to X > Y.  */
4143                 if (cmp_code == GE_EXPR)
4144                   code = GT_EXPR;
4145               }
4146             if (code != cmp_code || !wi::cmp (real_c1, c1, sgn))
4147               {
4148                 if (cmp_code == LT_EXPR || cmp_code == LE_EXPR)
4149                   code = MIN_EXPR;
4150                 if (cmp_code == GT_EXPR || cmp_code == GE_EXPR)
4151                   code = MAX_EXPR;
4152               }
4153           }
4154       }
4155       (if (code == MAX_EXPR)
4156        (op (max @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
4157            { wide_int_to_tree (from_type, c2); })
4158        (if (code == MIN_EXPR)
4159         (op (min @X { wide_int_to_tree (from_type, real_c1); })
4160             { wide_int_to_tree (from_type, c2); })))))))))
4162 (for cnd (cond vec_cond)
4163  /* A ? B : (A ? X : C) -> A ? B : C.  */
4164  (simplify
4165   (cnd @0 (cnd @0 @1 @2) @3)
4166   (cnd @0 @1 @3))
4167  (simplify
4168   (cnd @0 @1 (cnd @0 @2 @3))
4169   (cnd @0 @1 @3))
4170  /* A ? B : (!A ? C : X) -> A ? B : C.  */
4171  /* ???  This matches embedded conditions open-coded because genmatch
4172     would generate matching code for conditions in separate stmts only.
4173     The following is still important to merge then and else arm cases
4174     from if-conversion.  */
4175  (simplify
4176   (cnd @0 @1 (cnd @2 @3 @4))
4177   (if (inverse_conditions_p (@0, @2))
4178    (cnd @0 @1 @3)))
4179  (simplify
4180   (cnd @0 (cnd @1 @2 @3) @4)
4181   (if (inverse_conditions_p (@0, @1))
4182    (cnd @0 @3 @4)))
4184  /* A ? B : B -> B.  */
4185  (simplify
4186   (cnd @0 @1 @1)
4187   @1)
4189  /* !A ? B : C -> A ? C : B.  */
4190  (simplify
4191   (cnd (logical_inverted_value truth_valued_p@0) @1 @2)
4192   (cnd @0 @2 @1)))
4194 /* abs/negative simplifications moved from fold_cond_expr_with_comparison,
4195    Need to handle (A - B) case as fold_cond_expr_with_comparison does.
4196    Need to handle UN* comparisons.
4198    None of these transformations work for modes with signed
4199    zeros.  If A is +/-0, the first two transformations will
4200    change the sign of the result (from +0 to -0, or vice
4201    versa).  The last four will fix the sign of the result,
4202    even though the original expressions could be positive or
4203    negative, depending on the sign of A.
4205    Note that all these transformations are correct if A is
4206    NaN, since the two alternatives (A and -A) are also NaNs.  */
4208 (for cnd (cond vec_cond)
4209  /* A == 0 ? A : -A    same as -A */
4210  (for cmp (eq uneq)
4211   (simplify
4212    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate@1 @0))
4213     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4214      @1))
4215   (simplify
4216    (cnd (cmp @0 zerop) integer_zerop (negate@1 @0))
4217     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4218      @1))
4220  /* A != 0 ? A : -A    same as A */
4221  (for cmp (ne ltgt)
4222   (simplify
4223    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate @0))
4224     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4225      @0))
4226   (simplify
4227    (cnd (cmp @0 zerop) @0 integer_zerop)
4228     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type))
4229      @0))
4231  /* A >=/> 0 ? A : -A    same as abs (A) */
4232  (for cmp (ge gt)
4233   (simplify
4234    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate @0))
4235     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
4236          && !TYPE_UNSIGNED (type))
4237      (abs @0))))
4238  /* A <=/< 0 ? A : -A    same as -abs (A) */
4239  (for cmp (le lt)
4240   (simplify
4241    (cnd (cmp @0 zerop) @0 (negate @0))
4242     (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (type)
4243          && !TYPE_UNSIGNED (type))
4244      (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (type)
4245           && !TYPE_OVERFLOW_WRAPS (type))
4246       (with {
4247         tree utype = unsigned_type_for (type);
4248        }
4249        (convert (negate (absu:utype @0))))
4250        (negate (abs @0)))))
4254 /* -(type)!A -> (type)A - 1.  */
4255 (simplify
4256  (negate (convert?:s (logical_inverted_value:s @0)))
4257  (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
4258       && TREE_CODE (type) != BOOLEAN_TYPE
4259       && TYPE_PRECISION (type) > 1
4260       && TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
4261       && ssa_name_has_boolean_range (@0))
4262   (plus (convert:type @0) { build_all_ones_cst (type); })))
4264 /* A + (B vcmp C ? 1 : 0) -> A - (B vcmp C ? -1 : 0), since vector comparisons
4265    return all -1 or all 0 results.  */
4266 /* ??? We could instead convert all instances of the vec_cond to negate,
4267    but that isn't necessarily a win on its own.  */
4268 (simplify
4269  (plus:c @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
4270  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
4271       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
4272                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
4273       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
4274           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
4275   (minus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
4277 /* ... likewise A - (B vcmp C ? 1 : 0) -> A + (B vcmp C ? -1 : 0).  */
4278 (simplify
4279  (minus @3 (view_convert? (vec_cond:s @0 integer_each_onep@1 integer_zerop@2)))
4280  (if (VECTOR_TYPE_P (type)
4281       && known_eq (TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type),
4282                    TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (@1)))
4283       && (TYPE_MODE (TREE_TYPE (type))
4284           == TYPE_MODE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
4285   (plus @3 (view_convert (vec_cond @0 (negate @1) @2)))))
4288 /* Simplifications of comparisons.  */
4290 /* See if we can reduce the magnitude of a constant involved in a
4291    comparison by changing the comparison code.  This is a canonicalization
4292    formerly done by maybe_canonicalize_comparison_1.  */
4293 (for cmp  (le gt)
4294      acmp (lt ge)
4295  (simplify
4296   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
4297   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
4298    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == -1)
4299      (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4300                                    wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4301                                                      wi::to_wide (cst)
4302                                                      + 1)); })))))
4303 (for cmp  (ge lt)
4304      acmp (gt le)
4305  (simplify
4306   (cmp @0 uniform_integer_cst_p@1)
4307   (with { tree cst = uniform_integer_cst_p (@1); }
4308    (if (tree_int_cst_sgn (cst) == 1)
4309     (acmp @0 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
4310                                   wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
4311                                   wi::to_wide (cst) - 1)); })))))
4313 /* We can simplify a logical negation of a comparison to the
4314    inverted comparison.  As we cannot compute an expression
4315    operator using invert_tree_comparison we have to simulate
4316    that with expression code iteration.  */
4317 (for cmp (tcc_comparison)
4318      icmp (inverted_tcc_comparison)
4319      ncmp (inverted_tcc_comparison_with_nans)
4320  /* Ideally we'd like to combine the following two patterns
4321     and handle some more cases by using
4322       (logical_inverted_value (cmp @0 @1))
4323     here but for that genmatch would need to "inline" that.
4324     For now implement what forward_propagate_comparison did.  */
4325  (simplify
4326   (bit_not (cmp @0 @1))
4327   (if (VECTOR_TYPE_P (type)
4328        || (INTEGRAL_TYPE_P (type) && TYPE_PRECISION (type) == 1))
4329    /* Comparison inversion may be impossible for trapping math,
4330       invert_tree_comparison will tell us.  But we can't use
4331       a computed operator in the replacement tree thus we have
4332       to play the trick below.  */
4333    (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
4334              (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
4335     (if (ic == icmp)
4336      (icmp @0 @1)
4337      (if (ic == ncmp)
4338       (ncmp @0 @1))))))
4339  (simplify
4340   (bit_xor (cmp @0 @1) integer_truep)
4341   (with { enum tree_code ic = invert_tree_comparison
4342             (cmp, HONOR_NANS (@0)); }
4343    (if (ic == icmp)
4344     (icmp @0 @1)
4345     (if (ic == ncmp)
4346      (ncmp @0 @1))))))
4348 /* Transform comparisons of the form X - Y CMP 0 to X CMP Y.
4349    ??? The transformation is valid for the other operators if overflow
4350    is undefined for the type, but performing it here badly interacts
4351    with the transformation in fold_cond_expr_with_comparison which
4352    attempts to synthetize ABS_EXPR.  */
4353 (for cmp (eq ne)
4354  (for sub (minus pointer_diff)
4355   (simplify
4356    (cmp (sub@2 @0 @1) integer_zerop)
4357    (if (single_use (@2))
4358     (cmp @0 @1)))))
4360 /* Simplify (x < 0) ^ (y < 0) to (x ^ y) < 0 and
4361    (x >= 0) ^ (y >= 0) to (x ^ y) < 0.  */
4362 (for cmp (lt ge)
4363  (simplify
4364   (bit_xor (cmp:s @0 integer_zerop) (cmp:s @1 integer_zerop))
4365    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4366         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4367         && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
4368     (lt (bit_xor @0 @1) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
4369 /* Simplify (x < 0) ^ (y >= 0) to (x ^ y) >= 0 and
4370    (x >= 0) ^ (y < 0) to (x ^ y) >= 0.  */
4371 (simplify
4372  (bit_xor:c (lt:s @0 integer_zerop) (ge:s @1 integer_zerop))
4373   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4374        && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4375        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
4376    (ge (bit_xor @0 @1) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
4378 /* Transform comparisons of the form X * C1 CMP 0 to X CMP 0 in the
4379    signed arithmetic case.  That form is created by the compiler
4380    often enough for folding it to be of value.  One example is in
4381    computing loop trip counts after Operator Strength Reduction.  */
4382 (for cmp (simple_comparison)
4383      scmp (swapped_simple_comparison)
4384  (simplify
4385   (cmp (mult@3 @0 INTEGER_CST@1) integer_zerop@2)
4386   /* Handle unfolded multiplication by zero.  */
4387   (if (integer_zerop (@1))
4388    (cmp @1 @2)
4389    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4390         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
4391         && single_use (@3))
4392     /* If @1 is negative we swap the sense of the comparison.  */
4393     (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
4394      (scmp @0 @2)
4395      (cmp @0 @2))))))
4397 /* For integral types with undefined overflow fold
4398    x * C1 == C2 into x == C2 / C1 or false.
4399    If overflow wraps and C1 is odd, simplify to x == C2 / C1 in the ring
4400    Z / 2^n Z.  */
4401 (for cmp (eq ne)
4402  (simplify
4403   (cmp (mult @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4404   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4405        && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
4406        && wi::to_wide (@1) != 0)
4407    (with { widest_int quot; }
4408     (if (wi::multiple_of_p (wi::to_widest (@2), wi::to_widest (@1),
4409                             TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)), &quot))
4410      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), quot); })
4411      { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
4412    (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4413         && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0))
4414         && (wi::bit_and (wi::to_wide (@1), 1) == 1))
4415     (cmp @0
4416      {
4417        tree itype = TREE_TYPE (@0);
4418        int p = TYPE_PRECISION (itype);
4419        wide_int m = wi::one (p + 1) << p;
4420        wide_int a = wide_int::from (wi::to_wide (@1), p + 1, UNSIGNED);
4421        wide_int i = wide_int::from (wi::mod_inv (a, m),
4422                                     p, TYPE_SIGN (itype));
4423        wide_int_to_tree (itype, wi::mul (i, wi::to_wide (@2)));
4424      })))))
4426 /* Simplify comparison of something with itself.  For IEEE
4427    floating-point, we can only do some of these simplifications.  */
4428 (for cmp (eq ge le)
4429  (simplify
4430   (cmp @0 @0)
4431   (if (! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4432        || ! HONOR_NANS (@0))
4433    { constant_boolean_node (true, type); }
4434    (if (cmp != EQ_EXPR)
4435     (eq @0 @0)))))
4436 (for cmp (ne gt lt)
4437  (simplify
4438   (cmp @0 @0)
4439   (if (cmp != NE_EXPR
4440        || ! FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4441        || ! HONOR_NANS (@0))
4442    { constant_boolean_node (false, type); })))
4443 (for cmp (unle unge uneq)
4444  (simplify
4445   (cmp @0 @0)
4446   { constant_boolean_node (true, type); }))
4447 (for cmp (unlt ungt)
4448  (simplify
4449   (cmp @0 @0)
4450   (unordered @0 @0)))
4451 (simplify
4452  (ltgt @0 @0)
4453  (if (!flag_trapping_math)
4454   { constant_boolean_node (false, type); }))
4456 /* x == ~x -> false */
4457 /* x != ~x -> true */
4458 (for cmp (eq ne)
4459  (simplify
4460   (cmp:c @0 (bit_not @0))
4461   { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
4463 /* Fold ~X op ~Y as Y op X.  */
4464 (for cmp (simple_comparison)
4465  (simplify
4466   (cmp (bit_not@2 @0) (bit_not@3 @1))
4467   (if (single_use (@2) && single_use (@3))
4468    (cmp @1 @0))))
4470 /* Fold ~X op C as X op' ~C, where op' is the swapped comparison.  */
4471 (for cmp (simple_comparison)
4472      scmp (swapped_simple_comparison)
4473  (simplify
4474   (cmp (bit_not@2 @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
4475   (if (single_use (@2)
4476        && (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST || TREE_CODE (@1) == VECTOR_CST))
4477    (scmp @0 (bit_not @1)))))
4479 (for cmp (simple_comparison)
4480  /* Fold (double)float1 CMP (double)float2 into float1 CMP float2.  */
4481  (simplify
4482   (cmp (convert@2 @0) (convert? @1))
4483   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4484        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4485            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4486        && (DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
4487            == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))))
4488    (with
4489     {
4490       tree type1 = TREE_TYPE (@1);
4491       if (TREE_CODE (@1) == REAL_CST && !DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type1))
4492         {
4493           REAL_VALUE_TYPE orig = TREE_REAL_CST (@1);
4494           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (float_type_node)
4495               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (float_type_node), &orig))
4496             type1 = float_type_node;
4497           if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (double_type_node)
4498               && exact_real_truncate (TYPE_MODE (double_type_node), &orig))
4499             type1 = double_type_node;
4500         }
4501       tree newtype
4502         = (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (type1)
4503            ? TREE_TYPE (@0) : type1);
4504     }
4505     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (newtype))
4506      (cmp (convert:newtype @0) (convert:newtype @1))))))
4508  (simplify
4509   (cmp @0 REAL_CST@1)
4510   /* IEEE doesn't distinguish +0 and -0 in comparisons.  */
4511   (switch
4512    /* a CMP (-0) -> a CMP 0  */
4513    (if (REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@1)))
4514     (cmp @0 { build_real (TREE_TYPE (@1), dconst0); }))
4515    /* (-0) CMP b -> 0 CMP b.  */
4516    (if (TREE_CODE (@0) == REAL_CST
4517         && REAL_VALUE_MINUS_ZERO (TREE_REAL_CST (@0)))
4518     (cmp { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); } @1))
4519    /* x != NaN is always true, other ops are always false.  */
4520    (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
4521         && !tree_expr_signaling_nan_p (@1)
4522         && !tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
4523     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
4524    /* NaN != y is always true, other ops are always false.  */
4525    (if (TREE_CODE (@0) == REAL_CST
4526         && REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@0))
4527         && !tree_expr_signaling_nan_p (@0)
4528         && !tree_expr_signaling_nan_p (@1))
4529     { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
4530    /* Fold comparisons against infinity.  */
4531    (if (REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (@1))
4532         && MODE_HAS_INFINITIES (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))))
4533     (with
4534      {
4535        REAL_VALUE_TYPE max;
4536        enum tree_code code = cmp;
4537        bool neg = REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1));
4538        if (neg)
4539          code = swap_tree_comparison (code);
4540      }
4541      (switch
4542       /* x > +Inf is always false, if we ignore NaNs or exceptions.  */
4543       (if (code == GT_EXPR
4544            && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
4545        { constant_boolean_node (false, type); })
4546       (if (code == LE_EXPR)
4547        /* x <= +Inf is always true, if we don't care about NaNs.  */
4548        (if (! HONOR_NANS (@0))
4549         { constant_boolean_node (true, type); }
4550         /* x <= +Inf is the same as x == x, i.e. !isnan(x), but this loses
4551            an "invalid" exception.  */
4552         (if (!flag_trapping_math)
4553          (eq @0 @0))))
4554       /* x == +Inf and x >= +Inf are always equal to x > DBL_MAX, but
4555          for == this introduces an exception for x a NaN.  */
4556       (if ((code == EQ_EXPR && !(HONOR_NANS (@0) && flag_trapping_math))
4557            || code == GE_EXPR)
4558        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
4559         (if (neg)
4560          (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
4561          (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
4562       /* x < +Inf is always equal to x <= DBL_MAX.  */
4563       (if (code == LT_EXPR)
4564        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
4565         (if (neg)
4566          (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
4567          (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))
4568       /* x != +Inf is always equal to !(x > DBL_MAX), but this introduces
4569          an exception for x a NaN so use an unordered comparison.  */
4570       (if (code == NE_EXPR)
4571        (with { real_maxval (&max, neg, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))); }
4572         (if (! HONOR_NANS (@0))
4573          (if (neg)
4574           (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
4575           (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))
4576          (if (neg)
4577           (unge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); })
4578           (unle @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), max); }))))))))))
4580  /* If this is a comparison of a real constant with a PLUS_EXPR
4581     or a MINUS_EXPR of a real constant, we can convert it into a
4582     comparison with a revised real constant as long as no overflow
4583     occurs when unsafe_math_optimizations are enabled.  */
4584  (if (flag_unsafe_math_optimizations)
4585   (for op (plus minus)
4586    (simplify
4587     (cmp (op @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
4588     (with
4589      {
4590        tree tem = const_binop (op == PLUS_EXPR ? MINUS_EXPR : PLUS_EXPR,
4591                                TREE_TYPE (@1), @2, @1);
4592      }
4593      (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
4594       (cmp @0 { tem; }))))))
4596  /* Likewise, we can simplify a comparison of a real constant with
4597     a MINUS_EXPR whose first operand is also a real constant, i.e.
4598     (c1 - x) < c2 becomes x > c1-c2.  Reordering is allowed on
4599     floating-point types only if -fassociative-math is set.  */
4600  (if (flag_associative_math)
4601   (simplify
4602    (cmp (minus REAL_CST@0 @1) REAL_CST@2)
4603    (with { tree tem = const_binop (MINUS_EXPR, TREE_TYPE (@1), @0, @2); }
4604     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
4605      (cmp { tem; } @1)))))
4607  /* Fold comparisons against built-in math functions.  */
4608  (if (flag_unsafe_math_optimizations && ! flag_errno_math)
4609   (for sq (SQRT)
4610    (simplify
4611     (cmp (sq @0) REAL_CST@1)
4612     (switch
4613      (if (REAL_VALUE_NEGATIVE (TREE_REAL_CST (@1)))
4614       (switch
4615        /* sqrt(x) < y is always false, if y is negative.  */
4616        (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
4617         { constant_boolean_node (false, type); })
4618        /* sqrt(x) > y is always true, if y is negative and we
4619           don't care about NaNs, i.e. negative values of x.  */
4620        (if (cmp == NE_EXPR || !HONOR_NANS (@0))
4621         { constant_boolean_node (true, type); })
4622        /* sqrt(x) > y is the same as x >= 0, if y is negative.  */
4623        (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })))
4624      (if (real_equal (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
4625       (switch
4626        /* sqrt(x) < 0 is always false.  */
4627        (if (cmp == LT_EXPR)
4628         { constant_boolean_node (false, type); })
4629        /* sqrt(x) >= 0 is always true if we don't care about NaNs.  */
4630        (if (cmp == GE_EXPR && !HONOR_NANS (@0))
4631         { constant_boolean_node (true, type); })
4632        /* sqrt(x) <= 0 -> x == 0.  */
4633        (if (cmp == LE_EXPR)
4634         (eq @0 @1))
4635        /* Otherwise sqrt(x) cmp 0 -> x cmp 0.  Here cmp can be >=, >,
4636           == or !=.  In the last case:
4638             (sqrt(x) != 0) == (NaN != 0) == true == (x != 0)
4640           if x is negative or NaN.  Due to -funsafe-math-optimizations,
4641           the results for other x follow from natural arithmetic.  */
4642        (cmp @0 @1)))
4643      (if ((cmp == LT_EXPR
4644            || cmp == LE_EXPR
4645            || cmp == GT_EXPR
4646            || cmp == GE_EXPR)
4647           && !REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
4648           /* Give up for -frounding-math.  */
4649           && !HONOR_SIGN_DEPENDENT_ROUNDING (TREE_TYPE (@0)))
4650       (with
4651        {
4652          REAL_VALUE_TYPE c2;
4653          enum tree_code ncmp = cmp;
4654          const real_format *fmt
4655            = REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)));
4656          real_arithmetic (&c2, MULT_EXPR,
4657                           &TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (@1));
4658          real_convert (&c2, fmt, &c2);
4659          /* See PR91734: if c2 is inexact and sqrt(c2) < c (or sqrt(c2) >= c),
4660             then change LT_EXPR into LE_EXPR or GE_EXPR into GT_EXPR.  */
4661          if (!REAL_VALUE_ISINF (c2))
4662            {
4663              tree c3 = fold_const_call (CFN_SQRT, TREE_TYPE (@0),
4664                                         build_real (TREE_TYPE (@0), c2));
4665              if (c3 == NULL_TREE || TREE_CODE (c3) != REAL_CST)
4666                ncmp = ERROR_MARK;
4667              else if ((cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4668                       && real_less (&TREE_REAL_CST (c3), &TREE_REAL_CST (@1)))
4669                ncmp = cmp == LT_EXPR ? LE_EXPR : GT_EXPR;
4670              else if ((cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
4671                       && real_less (&TREE_REAL_CST (@1), &TREE_REAL_CST (c3)))
4672                ncmp = cmp == LE_EXPR ? LT_EXPR : GE_EXPR;
4673              else
4674                {
4675                  /* With rounding to even, sqrt of up to 3 different values
4676                     gives the same normal result, so in some cases c2 needs
4677                     to be adjusted.  */
4678                  REAL_VALUE_TYPE c2alt, tow;
4679                  if (cmp == LT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4680                    tow = dconst0;
4681                  else
4682                    real_inf (&tow);
4683                  real_nextafter (&c2alt, fmt, &c2, &tow);
4684                  real_convert (&c2alt, fmt, &c2alt);
4685                  if (REAL_VALUE_ISINF (c2alt))
4686                    ncmp = ERROR_MARK;
4687                  else
4688                    {
4689                      c3 = fold_const_call (CFN_SQRT, TREE_TYPE (@0),
4690                                            build_real (TREE_TYPE (@0), c2alt));
4691                      if (c3 == NULL_TREE || TREE_CODE (c3) != REAL_CST)
4692                        ncmp = ERROR_MARK;
4693                      else if (real_equal (&TREE_REAL_CST (c3),
4694                                           &TREE_REAL_CST (@1)))
4695                        c2 = c2alt;
4696                    }
4697                }
4698            }
4699        }
4700        (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4701         (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
4702          /* sqrt(x) > y is x == +Inf, when y is very large.  */
4703          (if (HONOR_INFINITIES (@0))
4704           (eq @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
4705           { constant_boolean_node (false, type); })
4706          /* sqrt(x) > c is the same as x > c*c.  */
4707          (if (ncmp != ERROR_MARK)
4708           (if (ncmp == GE_EXPR)
4709            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
4710            (gt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
4711         /* else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)  */
4712         (if (REAL_VALUE_ISINF (c2))
4713          (switch
4714           /* sqrt(x) < y is always true, when y is a very large
4715              value and we don't care about NaNs or Infinities.  */
4716           (if (! HONOR_NANS (@0) && ! HONOR_INFINITIES (@0))
4717            { constant_boolean_node (true, type); })
4718           /* sqrt(x) < y is x != +Inf when y is very large and we
4719              don't care about NaNs.  */
4720           (if (! HONOR_NANS (@0))
4721            (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
4722           /* sqrt(x) < y is x >= 0 when y is very large and we
4723              don't care about Infinities.  */
4724           (if (! HONOR_INFINITIES (@0))
4725            (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))
4726           /* sqrt(x) < y is x >= 0 && x != +Inf, when y is large.  */
4727           (if (GENERIC)
4728            (truth_andif
4729             (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
4730             (ne @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))))
4731          /* sqrt(x) < c is the same as x < c*c, if we ignore NaNs.  */
4732          (if (ncmp != ERROR_MARK && ! HONOR_NANS (@0))
4733           (if (ncmp == LT_EXPR)
4734            (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })
4735            (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
4736           /* sqrt(x) < c is the same as x >= 0 && x < c*c.  */
4737           (if (ncmp != ERROR_MARK && GENERIC)
4738            (if (ncmp == LT_EXPR)
4739             (truth_andif
4740              (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
4741              (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); }))
4742             (truth_andif
4743              (ge @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); })
4744              (le @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), c2); })))))))))))
4745    /* Transform sqrt(x) cmp sqrt(y) -> x cmp y.  */
4746    (simplify
4747     (cmp (sq @0) (sq @1))
4748       (if (! HONOR_NANS (@0))
4749         (cmp @0 @1))))))
4751 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP (FTYPE) M.  */
4752 (for cmp  (lt le eq ne ge gt unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
4753      icmp (lt le eq ne ge gt unordered ordered lt   le   gt   ge   eq   ne)
4754  (simplify
4755   (cmp (float@0 @1) (float @2))
4756    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4757         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4758     (with
4759      {
4760        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0))));
4761        tree type1 = TREE_TYPE (@1);
4762        bool type1_signed_p = TYPE_SIGN (type1) == SIGNED;
4763        tree type2 = TREE_TYPE (@2);
4764        bool type2_signed_p = TYPE_SIGN (type2) == SIGNED;
4765      }
4766      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (type1)
4767           && fmt.can_represent_integral_type_p (type2))
4768       (if (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == UNORDERED_EXPR)
4769        { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR, type); }
4770        (if (TYPE_PRECISION (type1) > TYPE_PRECISION (type2)
4771             && type1_signed_p >= type2_signed_p)
4772         (icmp @1 (convert @2))
4773         (if (TYPE_PRECISION (type1) < TYPE_PRECISION (type2)
4774              && type1_signed_p <= type2_signed_p)
4775          (icmp (convert:type2 @1) @2)
4776          (if (TYPE_PRECISION (type1) == TYPE_PRECISION (type2)
4777               && type1_signed_p == type2_signed_p)
4778           (icmp @1 @2))))))))))
4780 /* Optimize various special cases of (FTYPE) N CMP CST.  */
4781 (for cmp  (lt le eq ne ge gt)
4782      icmp (le le eq ne ge ge)
4783  (simplify
4784   (cmp (float @0) REAL_CST@1)
4785    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
4786         && ! DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
4787     (with
4788      {
4789        tree itype = TREE_TYPE (@0);
4790        format_helper fmt (REAL_MODE_FORMAT (TYPE_MODE (TREE_TYPE (@1))));
4791        const REAL_VALUE_TYPE *cst = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
4792        /* Be careful to preserve any potential exceptions due to
4793           NaNs.  qNaNs are ok in == or != context.
4794           TODO: relax under -fno-trapping-math or
4795           -fno-signaling-nans.  */
4796        bool exception_p
4797          = real_isnan (cst) && (cst->signalling
4798                                 || (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR));
4799      }
4800      /* TODO: allow non-fitting itype and SNaNs when
4801         -fno-trapping-math.  */
4802      (if (fmt.can_represent_integral_type_p (itype) && ! exception_p)
4803       (with
4804        {
4805          signop isign = TYPE_SIGN (itype);
4806          REAL_VALUE_TYPE imin, imax;
4807          real_from_integer (&imin, fmt, wi::min_value (itype), isign);
4808          real_from_integer (&imax, fmt, wi::max_value (itype), isign);
4810          REAL_VALUE_TYPE icst;
4811          if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
4812            real_ceil (&icst, fmt, cst);
4813          else if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
4814            real_floor (&icst, fmt, cst);
4815          else
4816            real_trunc (&icst, fmt, cst);
4818          bool cst_int_p = !real_isnan (cst) && real_identical (&icst, cst);
4820          bool overflow_p = false;
4821          wide_int icst_val
4822            = real_to_integer (&icst, &overflow_p, TYPE_PRECISION (itype));
4823        }
4824        (switch
4825         /* Optimize cases when CST is outside of ITYPE's range.  */
4826         (if (real_compare (LT_EXPR, cst, &imin))
4827          { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
4828                                   type); })
4829         (if (real_compare (GT_EXPR, cst, &imax))
4830          { constant_boolean_node (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR || cmp == NE_EXPR,
4831                                   type); })
4832         /* Remove cast if CST is an integer representable by ITYPE.  */
4833         (if (cst_int_p)
4834          (cmp @0 { gcc_assert (!overflow_p);
4835                    wide_int_to_tree (itype, icst_val); })
4836         )
4837         /* When CST is fractional, optimize
4838             (FTYPE) N == CST -> 0
4839             (FTYPE) N != CST -> 1.  */
4840         (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
4841          { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); })
4842         /* Otherwise replace with sensible integer constant.  */
4843         (with
4844          {
4845            gcc_checking_assert (!overflow_p);
4846          }
4847          (icmp @0 { wide_int_to_tree (itype, icst_val); })))))))))
4849 /* Fold A /[ex] B CMP C to A CMP B * C.  */
4850 (for cmp (eq ne)
4851  (simplify
4852   (cmp (exact_div @0 @1) INTEGER_CST@2)
4853   (if (!integer_zerop (@1))
4854    (if (wi::to_wide (@2) == 0)
4855     (cmp @0 @2)
4856     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
4857      (with
4858       {
4859         wi::overflow_type ovf;
4860         wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
4861                                  TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
4862       }
4863       (if (ovf)
4864        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
4865        (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))))
4866 (for cmp (lt le gt ge)
4867  (simplify
4868   (cmp (exact_div @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
4869   (if (wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
4870    (with
4871     {
4872       wi::overflow_type ovf;
4873       wide_int prod = wi::mul (wi::to_wide (@2), wi::to_wide (@1),
4874                                TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)), &ovf);
4875     }
4876     (if (ovf)
4877      { constant_boolean_node (wi::lt_p (wi::to_wide (@2), 0,
4878                                         TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@2)))
4879                               != (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR), type); }
4880      (cmp @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0), prod); }))))))
4882 /* Fold (size_t)(A /[ex] B) CMP C to (size_t)A CMP (size_t)B * C or A CMP' 0.
4884    For small C (less than max/B), this is (size_t)A CMP (size_t)B * C.
4885    For large C (more than min/B+2^size), this is also true, with the
4886    multiplication computed modulo 2^size.
4887    For intermediate C, this just tests the sign of A.  */
4888 (for cmp  (lt le gt ge)
4889      cmp2 (ge ge lt lt)
4890  (simplify
4891   (cmp (convert (exact_div @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
4892   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@2))
4893        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
4894        && wi::gt_p (wi::to_wide (@1), 0, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1))))
4895    (with
4896     {
4897       tree utype = TREE_TYPE (@2);
4898       wide_int denom = wi::to_wide (@1);
4899       wide_int right = wi::to_wide (@2);
4900       wide_int smax = wi::sdiv_trunc (wi::max_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
4901       wide_int smin = wi::sdiv_trunc (wi::min_value (TREE_TYPE (@0)), denom);
4902       bool small = wi::leu_p (right, smax);
4903       bool large = wi::geu_p (right, smin);
4904     }
4905     (if (small || large)
4906      (cmp (convert:utype @0) (mult @2 (convert @1)))
4907      (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))))
4909 /* Unordered tests if either argument is a NaN.  */
4910 (simplify
4911  (bit_ior (unordered @0 @0) (unordered @1 @1))
4912  (if (types_match (@0, @1))
4913   (unordered @0 @1)))
4914 (simplify
4915  (bit_and (ordered @0 @0) (ordered @1 @1))
4916  (if (types_match (@0, @1))
4917   (ordered @0 @1)))
4918 (simplify
4919  (bit_ior:c (unordered @0 @0) (unordered:c@2 @0 @1))
4920  @2)
4921 (simplify
4922  (bit_and:c (ordered @0 @0) (ordered:c@2 @0 @1))
4923  @2)
4925 /* Simple range test simplifications.  */
4926 /* A < B || A >= B -> true.  */
4927 (for test1 (lt le le le ne ge)
4928      test2 (ge gt ge ne eq ne)
4929  (simplify
4930   (bit_ior:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
4931   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4932        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4933    { constant_boolean_node (true, type); })))
4934 /* A < B && A >= B -> false.  */
4935 (for test1 (lt lt lt le ne eq)
4936      test2 (ge gt eq gt eq gt)
4937  (simplify
4938   (bit_and:c (test1 @0 @1) (test2 @0 @1))
4939   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4940        || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4941    { constant_boolean_node (false, type); })))
4943 /* A & (2**N - 1) <= 2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) == 0
4944    A & (2**N - 1) >  2**K - 1 -> A & (2**N - 2**K) != 0
4946    Note that comparisons
4947      A & (2**N - 1) <  2**K   -> A & (2**N - 2**K) == 0
4948      A & (2**N - 1) >= 2**K   -> A & (2**N - 2**K) != 0
4949    will be canonicalized to above so there's no need to
4950    consider them here.
4951  */
4953 (for cmp (le gt)
4954      eqcmp (eq ne)
4955  (simplify
4956   (cmp (bit_and@0 @1 INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3)
4957   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
4958    (with
4959     {
4960      tree ty = TREE_TYPE (@0);
4961      unsigned prec = TYPE_PRECISION (ty);
4962      wide_int mask = wi::to_wide (@2, prec);
4963      wide_int rhs = wi::to_wide (@3, prec);
4964      signop sgn = TYPE_SIGN (ty);
4965     }
4966     (if ((mask & (mask + 1)) == 0 && wi::gt_p (rhs, 0, sgn)
4967          && (rhs & (rhs + 1)) == 0 && wi::ge_p (mask, rhs, sgn))
4968       (eqcmp (bit_and @1 { wide_int_to_tree (ty, mask - rhs); })
4969              { build_zero_cst (ty); }))))))
4971 /* -A CMP -B -> B CMP A.  */
4972 (for cmp (tcc_comparison)
4973      scmp (swapped_tcc_comparison)
4974  (simplify
4975   (cmp (negate @0) (negate @1))
4976   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4977        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4978            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
4979    (scmp @0 @1)))
4980  (simplify
4981   (cmp (negate @0) CONSTANT_CLASS_P@1)
4982   (if (FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4983        || (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
4984            && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))))
4985    (with { tree tem = const_unop (NEGATE_EXPR, TREE_TYPE (@0), @1); }
4986     (if (tem && !TREE_OVERFLOW (tem))
4987      (scmp @0 { tem; }))))))
4989 /* Convert ABS_EXPR<x> == 0 or ABS_EXPR<x> != 0 to x == 0 or x != 0.  */
4990 (for op (eq ne)
4991  (simplify
4992   (op (abs @0) zerop@1)
4993   (op @0 @1)))
4995 /* From fold_sign_changed_comparison and fold_widened_comparison.
4996    FIXME: the lack of symmetry is disturbing.  */
4997 (for cmp (simple_comparison)
4998  (simplify
4999   (cmp (convert@0 @00) (convert?@1 @10))
5000   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5001        /* Disable this optimization if we're casting a function pointer
5002           type on targets that require function pointer canonicalization.  */
5003        && !(targetm.have_canonicalize_funcptr_for_compare ()
5004             && ((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
5005                  && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@00))))
5006                 || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@10))
5007                     && FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@10))))))
5008        && single_use (@0))
5009    (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5010         && (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
5011             || @1 != @10)
5012         && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5013             || cmp == NE_EXPR
5014             || cmp == EQ_EXPR)
5015         && !POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@00)))
5016     /* ???  The special-casing of INTEGER_CST conversion was in the original
5017        code and here to avoid a spurious overflow flag on the resulting
5018        constant which fold_convert produces.  */
5019     (if (TREE_CODE (@1) == INTEGER_CST)
5020      (cmp @00 { force_fit_type (TREE_TYPE (@00), wi::to_widest (@1), 0,
5021                                 TREE_OVERFLOW (@1)); })
5022      (cmp @00 (convert @1)))
5024     (if (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00)))
5025      /* If possible, express the comparison in the shorter mode.  */
5026      (if ((cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
5027            || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
5028            || (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5029                && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))))
5030           && (types_match (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00))
5031               || ((TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@00))
5032                    >= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@10)))
5033                   && (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@00))
5034                       == TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@10))))
5035               || (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
5036                   && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
5037                   && int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))))
5038       (cmp @00 (convert @10))
5039       (if (TREE_CODE (@10) == INTEGER_CST
5040            && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@00))
5041            && !int_fits_type_p (@10, TREE_TYPE (@00)))
5042        (with
5043         {
5044           tree min = lower_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
5045           tree max = upper_bound_in_type (TREE_TYPE (@10), TREE_TYPE (@00));
5046           bool above = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, max, @10));
5047           bool below = integer_nonzerop (const_binop (LT_EXPR, type, @10, min));
5048         }
5049         (if (above || below)
5050          (if (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR)
5051           { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); }
5052           (if (cmp == LT_EXPR || cmp == LE_EXPR)
5053            { constant_boolean_node (above ? true : false, type); }
5054            (if (cmp == GT_EXPR || cmp == GE_EXPR)
5055             { constant_boolean_node (above ? false : true, type); }))))))))))))
5057 (for cmp (eq ne)
5058  (simplify
5059   /* SSA names are canonicalized to 2nd place.  */
5060   (cmp addr@0 SSA_NAME@1)
5061   (with
5062    { poly_int64 off; tree base; }
5063    /* A local variable can never be pointed to by
5064       the default SSA name of an incoming parameter.  */
5065    (if (SSA_NAME_IS_DEFAULT_DEF (@1)
5066         && TREE_CODE (SSA_NAME_VAR (@1)) == PARM_DECL
5067         && (base = get_base_address (TREE_OPERAND (@0, 0)))
5068         && TREE_CODE (base) == VAR_DECL
5069         && auto_var_in_fn_p (base, current_function_decl))
5070     (if (cmp == NE_EXPR)
5071      { constant_boolean_node (true, type); }
5072      { constant_boolean_node (false, type); })
5073     /* If the address is based on @1 decide using the offset.  */
5074     (if ((base = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off))
5075          && TREE_CODE (base) == MEM_REF
5076          && TREE_OPERAND (base, 0) == @1)
5077      (with { off += mem_ref_offset (base).force_shwi (); }
5078       (if (known_ne (off, 0))
5079        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
5080        (if (known_eq (off, 0))
5081         { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR, type); }))))))))
5083 /* Equality compare simplifications from fold_binary  */
5084 (for cmp (eq ne)
5086  /* If we have (A | C) == D where C & ~D != 0, convert this into 0.
5087     Similarly for NE_EXPR.  */
5088  (simplify
5089   (cmp (convert?@3 (bit_ior @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
5090   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0))
5091        && wi::bit_and_not (wi::to_wide (@1), wi::to_wide (@2)) != 0)
5092    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
5094  /* (X ^ Y) == 0 becomes X == Y, and (X ^ Y) != 0 becomes X != Y.  */
5095  (simplify
5096   (cmp (bit_xor @0 @1) integer_zerop)
5097   (cmp @0 @1))
5099  /* (X ^ Y) == Y becomes X == 0.
5100     Likewise (X ^ Y) == X becomes Y == 0.  */
5101  (simplify
5102   (cmp:c (bit_xor:c @0 @1) @0)
5103   (cmp @1 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@1)); }))
5105 #if GIMPLE
5106  /* (X & Y) == X becomes (X & ~Y) == 0.  */
5107  (simplify
5108   (cmp:c (bit_and:c @0 @1) @0)
5109   (cmp (bit_and @0 (bit_not! @1)) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
5110  (simplify
5111   (cmp:c (convert@3 (bit_and (convert@2 @0) INTEGER_CST@1)) (convert @0))
5112   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5113        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
5114        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
5115        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5116        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2))
5117        && !wi::neg_p (wi::to_wide (@1)))
5118    (cmp (bit_and @0 (convert (bit_not @1)))
5119         { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
5121  /* (X | Y) == Y becomes (X & ~Y) == 0.  */
5122  (simplify
5123   (cmp:c (bit_ior:c @0 @1) @1)
5124   (cmp (bit_and @0 (bit_not! @1)) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
5125 #endif
5127  /* (X ^ C1) op C2 can be rewritten as X op (C1 ^ C2).  */
5128  (simplify
5129   (cmp (convert?@3 (bit_xor @0 INTEGER_CST@1)) INTEGER_CST@2)
5130   (if (tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@3), TREE_TYPE (@0)))
5131    (cmp @0 (bit_xor @1 (convert @2)))))
5133  (simplify
5134   (cmp (convert? addr@0) integer_zerop)
5135   (if (tree_single_nonzero_warnv_p (@0, NULL))
5136    { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }))
5138  /* (X & C) op (Y & C) into (X ^ Y) & C op 0.  */
5139  (simplify
5140   (cmp (bit_and:cs @0 @2) (bit_and:cs @1 @2))
5141   (cmp (bit_and (bit_xor @0 @1) @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@2)); })))
5143 /* (X < 0) != (Y < 0) into (X ^ Y) < 0.
5144    (X >= 0) != (Y >= 0) into (X ^ Y) < 0.
5145    (X < 0) == (Y < 0) into (X ^ Y) >= 0.
5146    (X >= 0) == (Y >= 0) into (X ^ Y) >= 0.  */
5147 (for cmp (eq ne)
5148      ncmp (ge lt)
5149  (for sgncmp (ge lt)
5150   (simplify
5151    (cmp (sgncmp @0 integer_zerop@2) (sgncmp @1 integer_zerop))
5152    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5153         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5154         && types_match (@0, @1))
5155     (ncmp (bit_xor @0 @1) @2)))))
5156 /* (X < 0) == (Y >= 0) into (X ^ Y) < 0.
5157    (X < 0) != (Y >= 0) into (X ^ Y) >= 0.  */
5158 (for cmp (eq ne)
5159      ncmp (lt ge)
5160  (simplify
5161   (cmp:c (lt @0 integer_zerop@2) (ge @1 integer_zerop))
5162    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5163         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5164         && types_match (@0, @1))
5165     (ncmp (bit_xor @0 @1) @2))))
5167 /* If we have (A & C) == C where C is a power of 2, convert this into
5168    (A & C) != 0.  Similarly for NE_EXPR.  */
5169 (for cmp (eq ne)
5170      icmp (ne eq)
5171  (simplify
5172   (cmp (bit_and@2 @0 integer_pow2p@1) @1)
5173   (icmp @2 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })))
5175 (for cmp (ge lt)
5176 /* x < 0 ? ~y : y into (x >> (prec-1)) ^ y. */
5177 /* x >= 0 ? ~y : y into ~((x >> (prec-1)) ^ y). */
5178  (simplify
5179   (cond (cmp @0 integer_zerop) (bit_not @1) @1)
5180    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
5181         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5182         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5183         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (type))
5184     (with
5185      {
5186        tree shifter = build_int_cst (integer_type_node, TYPE_PRECISION (type) - 1);
5187      }
5188     (if (cmp == LT_EXPR)
5189      (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1)
5190      (bit_not (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1))))))
5191 /* x < 0 ? y : ~y into ~((x >> (prec-1)) ^ y). */
5192 /* x >= 0 ? y : ~y into (x >> (prec-1)) ^ y. */
5193  (simplify
5194   (cond (cmp @0 integer_zerop) @1 (bit_not @1))
5195    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
5196         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5197         && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5198         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (type))
5199     (with
5200      {
5201        tree shifter = build_int_cst (integer_type_node, TYPE_PRECISION (type) - 1);
5202      }
5203     (if (cmp == GE_EXPR)
5204      (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1)
5205      (bit_not (bit_xor (convert (rshift @0 {shifter;})) @1)))))))
5207 /* If we have (A & C) != 0 ? D : 0 where C and D are powers of 2,
5208    convert this into a shift followed by ANDing with D.  */
5209 (simplify
5210  (cond
5211   (ne (bit_and @0 integer_pow2p@1) integer_zerop)
5212   INTEGER_CST@2 integer_zerop)
5213  (if (!POINTER_TYPE_P (type) && integer_pow2p (@2))
5214   (with {
5215      int shift = (wi::exact_log2 (wi::to_wide (@2))
5216                   - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)));
5217    }
5218    (if (shift > 0)
5219     (bit_and
5220      (lshift (convert @0) { build_int_cst (integer_type_node, shift); }) @2)
5221     (bit_and
5222      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, -shift); }))
5223      @2)))))
5225 /* If we have (A & C) != 0 where C is the sign bit of A, convert
5226    this into A < 0.  Similarly for (A & C) == 0 into A >= 0.  */
5227 (for cmp (eq ne)
5228      ncmp (ge lt)
5229  (simplify
5230   (cmp (bit_and (convert?@2 @0) integer_pow2p@1) integer_zerop)
5231   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5232        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
5233        && element_precision (@2) >= element_precision (@0)
5234        && wi::only_sign_bit_p (wi::to_wide (@1), element_precision (@0)))
5235    (with { tree stype = signed_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
5236     (ncmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))))
5238 /* If we have A < 0 ? C : 0 where C is a power of 2, convert
5239    this into a right shift or sign extension followed by ANDing with C.  */
5240 (simplify
5241  (cond
5242   (lt @0 integer_zerop)
5243   INTEGER_CST@1 integer_zerop)
5244  (if (integer_pow2p (@1)
5245       && !TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
5246   (with {
5247     int shift = element_precision (@0) - wi::exact_log2 (wi::to_wide (@1)) - 1;
5248    }
5249    (if (shift >= 0)
5250     (bit_and
5251      (convert (rshift @0 { build_int_cst (integer_type_node, shift); }))
5252      @1)
5253     /* Otherwise ctype must be wider than TREE_TYPE (@0) and pure
5254        sign extension followed by AND with C will achieve the effect.  */
5255     (bit_and (convert @0) @1)))))
5257 /* When the addresses are not directly of decls compare base and offset.
5258    This implements some remaining parts of fold_comparison address
5259    comparisons but still no complete part of it.  Still it is good
5260    enough to make fold_stmt not regress when not dispatching to fold_binary.  */
5261 (for cmp (simple_comparison)
5262  (simplify
5263   (cmp (convert1?@2 addr@0) (convert2? addr@1))
5264   (with
5265    {
5266      poly_int64 off0, off1;
5267      tree base0 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@0, 0), &off0);
5268      tree base1 = get_addr_base_and_unit_offset (TREE_OPERAND (@1, 0), &off1);
5269      if (base0 && TREE_CODE (base0) == MEM_REF)
5270        {
5271          off0 += mem_ref_offset (base0).force_shwi ();
5272          base0 = TREE_OPERAND (base0, 0);
5273        }
5274      if (base1 && TREE_CODE (base1) == MEM_REF)
5275        {
5276          off1 += mem_ref_offset (base1).force_shwi ();
5277          base1 = TREE_OPERAND (base1, 0);
5278        }
5279    }
5280    (if (base0 && base1)
5281     (with
5282      {
5283        int equal = 2;
5284        /* Punt in GENERIC on variables with value expressions;
5285           the value expressions might point to fields/elements
5286           of other vars etc.  */
5287        if (GENERIC
5288            && ((VAR_P (base0) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base0))
5289                || (VAR_P (base1) && DECL_HAS_VALUE_EXPR_P (base1))))
5290          ;
5291        else if (decl_in_symtab_p (base0)
5292                 && decl_in_symtab_p (base1))
5293          equal = symtab_node::get_create (base0)
5294                    ->equal_address_to (symtab_node::get_create (base1));
5295        else if ((DECL_P (base0)
5296                  || TREE_CODE (base0) == SSA_NAME
5297                  || TREE_CODE (base0) == STRING_CST)
5298                 && (DECL_P (base1)
5299                     || TREE_CODE (base1) == SSA_NAME
5300                     || TREE_CODE (base1) == STRING_CST))
5301          equal = (base0 == base1);
5302        if (equal == 0)
5303          {
5304            HOST_WIDE_INT ioff0 = -1, ioff1 = -1;
5305            off0.is_constant (&ioff0);
5306            off1.is_constant (&ioff1);
5307            if ((DECL_P (base0) && TREE_CODE (base1) == STRING_CST)
5308                || (TREE_CODE (base0) == STRING_CST && DECL_P (base1))
5309                || (TREE_CODE (base0) == STRING_CST
5310                    && TREE_CODE (base1) == STRING_CST
5311                    && ioff0 >= 0 && ioff1 >= 0
5312                    && ioff0 < TREE_STRING_LENGTH (base0)
5313                    && ioff1 < TREE_STRING_LENGTH (base1)
5314                    /* This is a too conservative test that the STRING_CSTs
5315                       will not end up being string-merged.  */
5316                    && strncmp (TREE_STRING_POINTER (base0) + ioff0,
5317                                TREE_STRING_POINTER (base1) + ioff1,
5318                                MIN (TREE_STRING_LENGTH (base0) - ioff0,
5319                                     TREE_STRING_LENGTH (base1) - ioff1)) != 0))
5320              ;
5321            else if (!DECL_P (base0) || !DECL_P (base1))
5322              equal = 2;
5323            else if (cmp != EQ_EXPR && cmp != NE_EXPR)
5324              equal = 2;
5325            /* If this is a pointer comparison, ignore for now even
5326               valid equalities where one pointer is the offset zero
5327               of one object and the other to one past end of another one.  */
5328            else if (!INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2)))
5329              ;
5330            /* Assume that automatic variables can't be adjacent to global
5331               variables.  */
5332            else if (is_global_var (base0) != is_global_var (base1))
5333              ;
5334            else
5335              {
5336                tree sz0 = DECL_SIZE_UNIT (base0);
5337                tree sz1 = DECL_SIZE_UNIT (base1);
5338                /* If sizes are unknown, e.g. VLA or not representable,
5339                   punt.  */
5340                if (!tree_fits_poly_int64_p (sz0)
5341                    || !tree_fits_poly_int64_p (sz1))
5342                  equal = 2;
5343                else
5344                  {
5345                    poly_int64 size0 = tree_to_poly_int64 (sz0);
5346                    poly_int64 size1 = tree_to_poly_int64 (sz1);
5347                    /* If one offset is pointing (or could be) to the beginning
5348                       of one object and the other is pointing to one past the
5349                       last byte of the other object, punt.  */
5350                    if (maybe_eq (off0, 0) && maybe_eq (off1, size1))
5351                      equal = 2;
5352                    else if (maybe_eq (off1, 0) && maybe_eq (off0, size0))
5353                      equal = 2;
5354                    /* If both offsets are the same, there are some cases
5355                       we know that are ok.  Either if we know they aren't
5356                       zero, or if we know both sizes are no zero.  */
5357                    if (equal == 2
5358                        && known_eq (off0, off1)
5359                        && (known_ne (off0, 0)
5360                            || (known_ne (size0, 0) && known_ne (size1, 0))))
5361                      equal = 0;
5362                  }
5363              }
5364          }
5365      }
5366      (if (equal == 1
5367           && (cmp == EQ_EXPR || cmp == NE_EXPR
5368               /* If the offsets are equal we can ignore overflow.  */
5369               || known_eq (off0, off1)
5370               || TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
5371                  /* Or if we compare using pointers to decls or strings.  */
5372               || (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
5373                   && (DECL_P (base0) || TREE_CODE (base0) == STRING_CST))))
5374       (switch
5375        (if (cmp == EQ_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
5376         { constant_boolean_node (known_eq (off0, off1), type); })
5377        (if (cmp == NE_EXPR && (known_eq (off0, off1) || known_ne (off0, off1)))
5378         { constant_boolean_node (known_ne (off0, off1), type); })
5379        (if (cmp == LT_EXPR && (known_lt (off0, off1) || known_ge (off0, off1)))
5380         { constant_boolean_node (known_lt (off0, off1), type); })
5381        (if (cmp == LE_EXPR && (known_le (off0, off1) || known_gt (off0, off1)))
5382         { constant_boolean_node (known_le (off0, off1), type); })
5383        (if (cmp == GE_EXPR && (known_ge (off0, off1) || known_lt (off0, off1)))
5384         { constant_boolean_node (known_ge (off0, off1), type); })
5385        (if (cmp == GT_EXPR && (known_gt (off0, off1) || known_le (off0, off1)))
5386         { constant_boolean_node (known_gt (off0, off1), type); }))
5387       (if (equal == 0)
5388         (switch
5389          (if (cmp == EQ_EXPR)
5390           { constant_boolean_node (false, type); })
5391          (if (cmp == NE_EXPR)
5392           { constant_boolean_node (true, type); })))))))))
5394 /* Simplify pointer equality compares using PTA.  */
5395 (for neeq (ne eq)
5396  (simplify
5397   (neeq @0 @1)
5398   (if (POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5399        && ptrs_compare_unequal (@0, @1))
5400    { constant_boolean_node (neeq != EQ_EXPR, type); })))
5402 /* PR70920: Transform (intptr_t)x eq/ne CST to x eq/ne (typeof x) CST.
5403    and (typeof ptr_cst) x eq/ne ptr_cst to x eq/ne (typeof x) CST.
5404    Disable the transform if either operand is pointer to function.
5405    This broke pr22051-2.c for arm where function pointer
5406    canonicalizaion is not wanted.  */
5408 (for cmp (ne eq)
5409  (simplify
5410   (cmp (convert @0) INTEGER_CST@1)
5411   (if (((POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5412          && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))
5413          && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5414          /* Don't perform this optimization in GENERIC if @0 has reference
5415             type when sanitizing.  See PR101210.  */
5416          && !(GENERIC
5417               && TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == REFERENCE_TYPE
5418               && (flag_sanitize & (SANITIZE_NULL | SANITIZE_ALIGNMENT))))
5419         || (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5420             && POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5421             && !FUNC_OR_METHOD_TYPE_P (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@1)))))
5422        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1)))
5423    (cmp @0 (convert @1)))))
5425 /* Non-equality compare simplifications from fold_binary  */
5426 (for cmp (lt gt le ge)
5427  /* Comparisons with the highest or lowest possible integer of
5428     the specified precision will have known values.  */
5429  (simplify
5430   (cmp (convert?@2 @0) uniform_integer_cst_p@1)
5431   (if ((INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5432         || POINTER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
5433         || VECTOR_INTEGER_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
5434        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@2), TREE_TYPE (@0)))
5435    (with
5436     {
5437       tree cst = uniform_integer_cst_p (@1);
5438       tree arg1_type = TREE_TYPE (cst);
5439       unsigned int prec = TYPE_PRECISION (arg1_type);
5440       wide_int max = wi::max_value (arg1_type);
5441       wide_int signed_max = wi::max_value (prec, SIGNED);
5442       wide_int min = wi::min_value (arg1_type);
5443     }
5444     (switch
5445      (if (wi::to_wide (cst) == max)
5446       (switch
5447        (if (cmp == GT_EXPR)
5448         { constant_boolean_node (false, type); })
5449        (if (cmp == GE_EXPR)
5450         (eq @2 @1))
5451        (if (cmp == LE_EXPR)
5452         { constant_boolean_node (true, type); })
5453        (if (cmp == LT_EXPR)
5454         (ne @2 @1))))
5455      (if (wi::to_wide (cst) == min)
5456       (switch
5457        (if (cmp == LT_EXPR)
5458         { constant_boolean_node (false, type); })
5459        (if (cmp == LE_EXPR)
5460         (eq @2 @1))
5461        (if (cmp == GE_EXPR)
5462         { constant_boolean_node (true, type); })
5463        (if (cmp == GT_EXPR)
5464         (ne @2 @1))))
5465      (if (wi::to_wide (cst) == max - 1)
5466       (switch
5467        (if (cmp == GT_EXPR)
5468         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
5469                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
5470                                                       wi::to_wide (cst)
5471                                                       + 1)); }))
5472        (if (cmp == LE_EXPR)
5473         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
5474                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
5475                                                       wi::to_wide (cst)
5476                                                       + 1)); }))))
5477      (if (wi::to_wide (cst) == min + 1)
5478       (switch
5479        (if (cmp == GE_EXPR)
5480         (ne @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
5481                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
5482                                                       wi::to_wide (cst)
5483                                                       - 1)); }))
5484        (if (cmp == LT_EXPR)
5485         (eq @2 { build_uniform_cst (TREE_TYPE (@1),
5486                                     wide_int_to_tree (TREE_TYPE (cst),
5487                                                       wi::to_wide (cst)
5488                                                       - 1)); }))))
5489      (if (wi::to_wide (cst) == signed_max
5490           && TYPE_UNSIGNED (arg1_type)
5491           /* We will flip the signedness of the comparison operator
5492              associated with the mode of @1, so the sign bit is
5493              specified by this mode.  Check that @1 is the signed
5494              max associated with this sign bit.  */
5495           && prec == GET_MODE_PRECISION (SCALAR_INT_TYPE_MODE (arg1_type))
5496           /* signed_type does not work on pointer types.  */
5497           && INTEGRAL_TYPE_P (arg1_type))
5498       /* The following case also applies to X < signed_max+1
5499          and X >= signed_max+1 because previous transformations.  */
5500       (if (cmp == LE_EXPR || cmp == GT_EXPR)
5501        (with { tree st = signed_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
5502         (switch
5503          (if (cst == @1 && cmp == LE_EXPR)
5504           (ge (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
5505          (if (cst == @1 && cmp == GT_EXPR)
5506           (lt (convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
5507          (if (cmp == LE_EXPR)
5508           (ge (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); }))
5509          (if (cmp == GT_EXPR)
5510           (lt (view_convert:st @0) { build_zero_cst (st); })))))))))))
5512 (for cmp (unordered ordered unlt unle ungt unge uneq ltgt)
5513  /* If the second operand is NaN, the result is constant.  */
5514  (simplify
5515   (cmp @0 REAL_CST@1)
5516   (if (REAL_VALUE_ISNAN (TREE_REAL_CST (@1))
5517        && (cmp != LTGT_EXPR || ! flag_trapping_math))
5518    { constant_boolean_node (cmp == ORDERED_EXPR || cmp == LTGT_EXPR
5519                             ? false : true, type); })))
5521 /* Fold UNORDERED if either operand must be NaN, or neither can be.  */
5522 (simplify
5523   (unordered @0 @1)
5524   (switch
5525     (if (tree_expr_nan_p (@0) || tree_expr_nan_p (@1))
5526         { constant_boolean_node (true, type); })
5527     (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !tree_expr_maybe_nan_p (@1))
5528         { constant_boolean_node (false, type); })))
5530 /* Fold ORDERED if either operand must be NaN, or neither can be.  */
5531 (simplify
5532   (ordered @0 @1)
5533   (switch
5534     (if (tree_expr_nan_p (@0) || tree_expr_nan_p (@1))
5535         { constant_boolean_node (false, type); })
5536     (if (!tree_expr_maybe_nan_p (@0) && !tree_expr_maybe_nan_p (@1))
5537         { constant_boolean_node (true, type); })))
5539 /* bool_var != 0 becomes bool_var.  */
5540 (simplify
5541  (ne @0 integer_zerop)
5542  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
5543       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
5544   (non_lvalue @0)))
5545 /* bool_var == 1 becomes bool_var.  */
5546 (simplify
5547  (eq @0 integer_onep)
5548  (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == BOOLEAN_TYPE
5549       && types_match (type, TREE_TYPE (@0)))
5550   (non_lvalue @0)))
5551 /* Do not handle
5552    bool_var == 0 becomes !bool_var or
5553    bool_var != 1 becomes !bool_var
5554    here because that only is good in assignment context as long
5555    as we require a tcc_comparison in GIMPLE_CONDs where we'd
5556    replace if (x == 0) with tem = ~x; if (tem != 0) which is
5557    clearly less optimal and which we'll transform again in forwprop.  */
5559 /* When one argument is a constant, overflow detection can be simplified.
5560    Currently restricted to single use so as not to interfere too much with
5561    ADD_OVERFLOW detection in tree-ssa-math-opts.c.
5562    CONVERT?(CONVERT?(A) + CST) CMP A  ->  A CMP' CST' */
5563 (for cmp (lt le ge gt)
5564      out (gt gt le le)
5565  (simplify
5566   (cmp:c (convert?@3 (plus@2 (convert?@4 @0) INTEGER_CST@1)) @0)
5567   (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@2))
5568        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@3))
5569        && tree_nop_conversion_p (TREE_TYPE (@4), TREE_TYPE (@0))
5570        && wi::to_wide (@1) != 0
5571        && single_use (@2))
5572    (with {
5573      unsigned int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0));
5574      signop sign = TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0));
5575     }
5576     (out @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
5577                                 wi::max_value (prec, sign)
5578                                 - wi::to_wide (@1)); })))))
5580 /* To detect overflow in unsigned A - B, A < B is simpler than A - B > A.
5581    However, the detection logic for SUB_OVERFLOW in tree-ssa-math-opts.c
5582    expects the long form, so we restrict the transformation for now.  */
5583 (for cmp (gt le)
5584  (simplify
5585   (cmp:c (minus@2 @0 @1) @0)
5586   (if (single_use (@2)
5587        && ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5588        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
5589    (cmp @1 @0))))
5591 /* Optimize A - B + -1 >= A into B >= A for unsigned comparisons.  */
5592 (for cmp (ge lt)
5593  (simplify
5594   (cmp:c (plus (minus @0 @1) integer_minus_onep) @0)
5595    (if (ANY_INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5596         && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)))
5597     (cmp @1 @0))))
5599 /* Testing for overflow is unnecessary if we already know the result.  */
5600 /* A - B > A  */
5601 (for cmp (gt le)
5602      out (ne eq)
5603  (simplify
5604   (cmp:c (realpart (IFN_SUB_OVERFLOW@2 @0 @1)) @0)
5605   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5606        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
5607    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
5608 /* A + B < A  */
5609 (for cmp (lt ge)
5610      out (ne eq)
5611  (simplify
5612   (cmp:c (realpart (IFN_ADD_OVERFLOW:c@2 @0 @1)) @0)
5613   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5614        && types_match (TREE_TYPE (@0), TREE_TYPE (@1)))
5615    (out (imagpart @2) { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
5617 /* For unsigned operands, -1 / B < A checks whether A * B would overflow.
5618    Simplify it to __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
5619 (for cmp (lt ge)
5620      out (ne eq)
5621  (simplify
5622   (cmp:c (trunc_div:s integer_all_onesp @1) @0)
5623   (if (TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0)) && !VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0)))
5624    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
5625     (out (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
5627 /* Similarly, for unsigned operands, (((type) A * B) >> prec) != 0 where type
5628    is at least twice as wide as type of A and B, simplify to
5629    __builtin_mul_overflow (A, B, <unused>).  */
5630 (for cmp (eq ne)
5631  (simplify
5632   (cmp (rshift (mult:s (convert@3 @0) (convert @1)) INTEGER_CST@2)
5633        integer_zerop)
5634   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5635        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
5636        && TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))
5637        && (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3))
5638            >= 2 * TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
5639        && tree_fits_uhwi_p (@2)
5640        && tree_to_uhwi (@2) == TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5641        && types_match (@0, @1)
5642        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
5643        && (optab_handler (umulv4_optab, TYPE_MODE (TREE_TYPE (@0)))
5644            != CODE_FOR_nothing))
5645    (with { tree t = TREE_TYPE (@0), cpx = build_complex_type (t); }
5646     (cmp (imagpart (IFN_MUL_OVERFLOW:cpx @0 @1)) { build_zero_cst (t); })))))
5648 /* Demote operands of IFN_{ADD,SUB,MUL}_OVERFLOW.  */
5649 (for ovf (IFN_ADD_OVERFLOW IFN_SUB_OVERFLOW IFN_MUL_OVERFLOW)
5650  (simplify
5651   (ovf (convert@2 @0) @1)
5652   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5653        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
5654        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5655        && (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
5656    (ovf @0 @1)))
5657  (simplify
5658   (ovf @1 (convert@2 @0))
5659   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
5660        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
5661        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
5662        && (!TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@2)) || TYPE_UNSIGNED (TREE_TYPE (@0))))
5663    (ovf @1 @0))))
5665 /* Simplification of math builtins.  These rules must all be optimizations
5666    as well as IL simplifications.  If there is a possibility that the new
5667    form could be a pessimization, the rule should go in the canonicalization
5668    section that follows this one.
5670    Rules can generally go in this section if they satisfy one of
5671    the following:
5673    - the rule describes an identity
5675    - the rule replaces calls with something as simple as addition or
5676      multiplication
5678    - the rule contains unary calls only and simplifies the surrounding
5679      arithmetic.  (The idea here is to exclude non-unary calls in which
5680      one operand is constant and in which the call is known to be cheap
5681      when the operand has that value.)  */
5683 (if (flag_unsafe_math_optimizations)
5684  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(x) -> x.  */
5685  (simplify
5686   (mult (SQRT_ALL@1 @0) @1)
5687   (if (!tree_expr_maybe_signaling_nan_p (@0))
5688    @0))
5690  (for op (plus minus)
5691   /* Simplify (A / C) +- (B / C) -> (A +- B) / C.  */
5692   (simplify
5693    (op (rdiv @0 @1)
5694        (rdiv @2 @1))
5695    (rdiv (op @0 @2) @1)))
5697  (for cmp (lt le gt ge)
5698       neg_cmp (gt ge lt le)
5699   /* Simplify (x * C1) cmp C2 -> x cmp (C2 / C1), where C1 != 0.  */
5700   (simplify
5701    (cmp (mult @0 REAL_CST@1) REAL_CST@2)
5702    (with
5703     { tree tem = const_binop (RDIV_EXPR, type, @2, @1); }
5704     (if (tem
5705          && !(REAL_VALUE_ISINF (TREE_REAL_CST (tem))
5706               || (real_zerop (tem) && !real_zerop (@1))))
5707      (switch
5708       (if (real_less (&dconst0, TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
5709        (cmp @0 { tem; }))
5710       (if (real_less (TREE_REAL_CST_PTR (@1), &dconst0))
5711        (neg_cmp @0 { tem; })))))))
5713  /* Simplify sqrt(x) * sqrt(y) -> sqrt(x*y).  */
5714  (for root (SQRT CBRT)
5715   (simplify
5716    (mult (root:s @0) (root:s @1))
5717     (root (mult @0 @1))))
5719  /* Simplify expN(x) * expN(y) -> expN(x+y). */
5720  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5721   (simplify
5722    (mult (exps:s @0) (exps:s @1))
5723     (exps (plus @0 @1))))
5725  /* Simplify a/root(b/c) into a*root(c/b).  */
5726  (for root (SQRT CBRT)
5727   (simplify
5728    (rdiv @0 (root:s (rdiv:s @1 @2)))
5729     (mult @0 (root (rdiv @2 @1)))))
5731  /* Simplify x/expN(y) into x*expN(-y).  */
5732  (for exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5733   (simplify
5734    (rdiv @0 (exps:s @1))
5735     (mult @0 (exps (negate @1)))))
5737  (for logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
5738       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5739   /* logN(expN(x)) -> x.  */
5740   (simplify
5741    (logs (exps @0))
5742    @0)
5743   /* expN(logN(x)) -> x.  */
5744   (simplify
5745    (exps (logs @0))
5746    @0))
5748  /* Optimize logN(func()) for various exponential functions.  We
5749     want to determine the value "x" and the power "exponent" in
5750     order to transform logN(x**exponent) into exponent*logN(x).  */
5751  (for logs (LOG  LOG   LOG   LOG2 LOG2  LOG2  LOG10 LOG10)
5752       exps (EXP2 EXP10 POW10 EXP  EXP10 POW10 EXP   EXP2)
5753   (simplify
5754    (logs (exps @0))
5755    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
5756     (with {
5757       tree x;
5758       switch (exps)
5759         {
5760         CASE_CFN_EXP:
5761           /* Prepare to do logN(exp(exponent)) -> exponent*logN(e).  */
5762           x = build_real_truncate (type, dconst_e ());
5763           break;
5764         CASE_CFN_EXP2:
5765           /* Prepare to do logN(exp2(exponent)) -> exponent*logN(2).  */
5766           x = build_real (type, dconst2);
5767           break;
5768         CASE_CFN_EXP10:
5769         CASE_CFN_POW10:
5770           /* Prepare to do logN(exp10(exponent)) -> exponent*logN(10).  */
5771           {
5772             REAL_VALUE_TYPE dconst10;
5773             real_from_integer (&dconst10, VOIDmode, 10, SIGNED);
5774             x = build_real (type, dconst10);
5775           }
5776           break;
5777         default:
5778           gcc_unreachable ();
5779         }
5780       }
5781      (mult (logs { x; }) @0)))))
5783  (for logs (LOG LOG
5784             LOG2 LOG2
5785             LOG10 LOG10)
5786       exps (SQRT CBRT)
5787   (simplify
5788    (logs (exps @0))
5789    (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
5790     (with {
5791       tree x;
5792       switch (exps)
5793         {
5794         CASE_CFN_SQRT:
5795           /* Prepare to do logN(sqrt(x)) -> 0.5*logN(x).  */
5796           x = build_real (type, dconsthalf);
5797           break;
5798         CASE_CFN_CBRT:
5799           /* Prepare to do logN(cbrt(x)) -> (1/3)*logN(x).  */
5800           x = build_real_truncate (type, dconst_third ());
5801           break;
5802         default:
5803           gcc_unreachable ();
5804         }
5805       }
5806      (mult { x; } (logs @0))))))
5808  /* logN(pow(x,exponent)) -> exponent*logN(x).  */
5809  (for logs (LOG LOG2 LOG10)
5810       pows (POW)
5811   (simplify
5812    (logs (pows @0 @1))
5813    (mult @1 (logs @0))))
5815  /* pow(C,x) -> exp(log(C)*x) if C > 0,
5816     or if C is a positive power of 2,
5817     pow(C,x) -> exp2(log2(C)*x).  */
5818 #if GIMPLE
5819  (for pows (POW)
5820       exps (EXP)
5821       logs (LOG)
5822       exp2s (EXP2)
5823       log2s (LOG2)
5824   (simplify
5825    (pows REAL_CST@0 @1)
5826    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
5827         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0))
5828         /* As libmvec doesn't have a vectorized exp2, defer optimizing
5829            the use_exp2 case until after vectorization.  It seems actually
5830            beneficial for all constants to postpone this until later,
5831            because exp(log(C)*x), while faster, will have worse precision
5832            and if x folds into a constant too, that is unnecessary
5833            pessimization.  */
5834         && canonicalize_math_after_vectorization_p ())
5835     (with {
5836        const REAL_VALUE_TYPE *const value = TREE_REAL_CST_PTR (@0);
5837        bool use_exp2 = false;
5838        if (targetm.libc_has_function (function_c99_misc, TREE_TYPE (@0))
5839            && value->cl == rvc_normal)
5840          {
5841            REAL_VALUE_TYPE frac_rvt = *value;
5842            SET_REAL_EXP (&frac_rvt, 1);
5843            if (real_equal (&frac_rvt, &dconst1))
5844              use_exp2 = true;
5845          }
5846      }
5847      (if (!use_exp2)
5848       (if (optimize_pow_to_exp (@0, @1))
5849        (exps (mult (logs @0) @1)))
5850       (exp2s (mult (log2s @0) @1)))))))
5851 #endif
5853  /* pow(C,x)*expN(y) -> expN(logN(C)*x+y) if C > 0.  */
5854  (for pows (POW)
5855       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5856       logs (LOG LOG2 LOG10 LOG10)
5857   (simplify
5858    (mult:c (pows:s REAL_CST@0 @1) (exps:s @2))
5859    (if (real_compare (GT_EXPR, TREE_REAL_CST_PTR (@0), &dconst0)
5860         && real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
5861     (exps (plus (mult (logs @0) @1) @2)))))
5863  (for sqrts (SQRT)
5864       cbrts (CBRT)
5865       pows (POW)
5866       exps (EXP EXP2 EXP10 POW10)
5867   /* sqrt(expN(x)) -> expN(x*0.5).  */
5868   (simplify
5869    (sqrts (exps @0))
5870    (exps (mult @0 { build_real (type, dconsthalf); })))
5871   /* cbrt(expN(x)) -> expN(x/3).  */
5872   (simplify
5873    (cbrts (exps @0))
5874    (exps (mult @0 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
5875   /* pow(expN(x), y) -> expN(x*y).  */
5876   (simplify
5877    (pows (exps @0) @1)
5878    (exps (mult @0 @1))))
5880  /* tan(atan(x)) -> x.  */
5881  (for tans (TAN)
5882       atans (ATAN)
5883   (simplify
5884    (tans (atans @0))
5885    @0)))
5887  /* Simplify sin(atan(x)) -> x / sqrt(x*x + 1). */
5888  (for sins (SIN)
5889       atans (ATAN)
5890       sqrts (SQRT)
5891       copysigns (COPYSIGN)
5892   (simplify
5893    (sins (atans:s @0))
5894    (with
5895      {
5896       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
5897       build_sinatan_real (&r_cst, type);
5898       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
5899       tree t_one = build_one_cst (type);
5900      }
5901     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
5902      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
5903       (rdiv @0 (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
5904       (copysigns { t_one; } @0))))))
5906 /* Simplify cos(atan(x)) -> 1 / sqrt(x*x + 1). */
5907  (for coss (COS)
5908       atans (ATAN)
5909       sqrts (SQRT)
5910       copysigns (COPYSIGN)
5911   (simplify
5912    (coss (atans:s @0))
5913    (with
5914      {
5915       REAL_VALUE_TYPE r_cst;
5916       build_sinatan_real (&r_cst, type);
5917       tree t_cst = build_real (type, r_cst);
5918       tree t_one = build_one_cst (type);
5919       tree t_zero = build_zero_cst (type);
5920      }
5921     (if (SCALAR_FLOAT_TYPE_P (type))
5922      (cond (lt (abs @0) { t_cst; })
5923       (rdiv { t_one; } (sqrts (plus (mult @0 @0) { t_one; })))
5924       (copysigns { t_zero; } @0))))))
5926  (if (!flag_errno_math)
5927   /* Simplify sinh(atanh(x)) -> x / sqrt((1 - x)*(1 + x)). */
5928   (for sinhs (SINH)
5929        atanhs (ATANH)
5930        sqrts (SQRT)
5931    (simplify
5932     (sinhs (atanhs:s @0))
5933     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
5934     (rdiv @0 (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0)))))))
5936   /* Simplify cosh(atanh(x)) -> 1 / sqrt((1 - x)*(1 + x)) */
5937   (for coshs (COSH)
5938        atanhs (ATANH)
5939        sqrts (SQRT)
5940    (simplify
5941     (coshs (atanhs:s @0))
5942     (with { tree t_one = build_one_cst (type); }
5943     (rdiv { t_one; } (sqrts (mult (minus { t_one; } @0) (plus { t_one; } @0))))))))
5945 /* cabs(x+0i) or cabs(0+xi) -> abs(x).  */
5946 (simplify
5947  (CABS (complex:C @0 real_zerop@1))
5948  (abs @0))
5950 /* trunc(trunc(x)) -> trunc(x), etc.  */
5951 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
5952  (simplify
5953   (fns (fns @0))
5954   (fns @0)))
5955 /* f(x) -> x if x is integer valued and f does nothing for such values.  */
5956 (for fns (TRUNC_ALL FLOOR_ALL CEIL_ALL ROUND_ALL NEARBYINT_ALL RINT_ALL)
5957  (simplify
5958   (fns integer_valued_real_p@0)
5959   @0))
5961 /* hypot(x,0) and hypot(0,x) -> abs(x).  */
5962 (simplify
5963  (HYPOT:c @0 real_zerop@1)
5964  (abs @0))
5966 /* pow(1,x) -> 1.  */
5967 (simplify
5968  (POW real_onep@0 @1)
5969  @0)
5971 (simplify
5972  /* copysign(x,x) -> x.  */
5973  (COPYSIGN_ALL @0 @0)
5974  @0)
5976 (simplify
5977  /* copysign(x,-x) -> -x.  */
5978  (COPYSIGN_ALL @0 (negate@1 @0))
5979  @1)
5981 (simplify
5982  /* copysign(x,y) -> fabs(x) if y is nonnegative.  */
5983  (COPYSIGN_ALL @0 tree_expr_nonnegative_p@1)
5984  (abs @0))
5986 (for scale (LDEXP SCALBN SCALBLN)
5987  /* ldexp(0, x) -> 0.  */
5988  (simplify
5989   (scale real_zerop@0 @1)
5990   @0)
5991  /* ldexp(x, 0) -> x.  */
5992  (simplify
5993   (scale @0 integer_zerop@1)
5994   @0)
5995  /* ldexp(x, y) -> x if x is +-Inf or NaN.  */
5996  (simplify
5997   (scale REAL_CST@0 @1)
5998   (if (!real_isfinite (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
5999    @0)))
6001 /* Canonicalization of sequences of math builtins.  These rules represent
6002    IL simplifications but are not necessarily optimizations.
6004    The sincos pass is responsible for picking "optimal" implementations
6005    of math builtins, which may be more complicated and can sometimes go
6006    the other way, e.g. converting pow into a sequence of sqrts.
6007    We only want to do these canonicalizations before the pass has run.  */
6009 (if (flag_unsafe_math_optimizations && canonicalize_math_p ())
6010  /* Simplify tan(x) * cos(x) -> sin(x). */
6011  (simplify
6012   (mult:c (TAN:s @0) (COS:s @0))
6013    (SIN @0))
6015  /* Simplify x * pow(x,c) -> pow(x,c+1). */
6016  (simplify
6017   (mult:c @0 (POW:s @0 REAL_CST@1))
6018   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
6019    (POW @0 (plus @1 { build_one_cst (type); }))))
6021  /* Simplify sin(x) / cos(x) -> tan(x). */
6022  (simplify
6023   (rdiv (SIN:s @0) (COS:s @0))
6024    (TAN @0))
6026  /* Simplify sinh(x) / cosh(x) -> tanh(x). */
6027  (simplify
6028   (rdiv (SINH:s @0) (COSH:s @0))
6029    (TANH @0))
6031  /* Simplify tanh (x) / sinh (x) -> 1.0 / cosh (x). */
6032  (simplify
6033    (rdiv (TANH:s @0) (SINH:s @0))
6034    (rdiv {build_one_cst (type);} (COSH @0)))
6036  /* Simplify cos(x) / sin(x) -> 1 / tan(x). */
6037  (simplify
6038   (rdiv (COS:s @0) (SIN:s @0))
6039    (rdiv { build_one_cst (type); } (TAN @0)))
6041  /* Simplify sin(x) / tan(x) -> cos(x). */
6042  (simplify
6043   (rdiv (SIN:s @0) (TAN:s @0))
6044   (if (! HONOR_NANS (@0)
6045        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
6046    (COS @0)))
6048  /* Simplify tan(x) / sin(x) -> 1.0 / cos(x). */
6049  (simplify
6050   (rdiv (TAN:s @0) (SIN:s @0))
6051   (if (! HONOR_NANS (@0)
6052        && ! HONOR_INFINITIES (@0))
6053    (rdiv { build_one_cst (type); } (COS @0))))
6055  /* Simplify pow(x,y) * pow(x,z) -> pow(x,y+z). */
6056  (simplify
6057   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @0 @2))
6058    (POW @0 (plus @1 @2)))
6060  /* Simplify pow(x,y) * pow(z,y) -> pow(x*z,y). */
6061  (simplify
6062   (mult (POW:s @0 @1) (POW:s @2 @1))
6063    (POW (mult @0 @2) @1))
6065  /* Simplify powi(x,y) * powi(z,y) -> powi(x*z,y). */
6066  (simplify
6067   (mult (POWI:s @0 @1) (POWI:s @2 @1))
6068    (POWI (mult @0 @2) @1))
6070  /* Simplify pow(x,c) / x -> pow(x,c-1). */
6071  (simplify
6072   (rdiv (POW:s @0 REAL_CST@1) @0)
6073   (if (!TREE_OVERFLOW (@1))
6074    (POW @0 (minus @1 { build_one_cst (type); }))))
6076  /* Simplify x / pow (y,z) -> x * pow(y,-z). */
6077  (simplify
6078   (rdiv @0 (POW:s @1 @2))
6079    (mult @0 (POW @1 (negate @2))))
6081  (for sqrts (SQRT)
6082       cbrts (CBRT)
6083       pows (POW)
6084   /* sqrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/4).  */
6085   (simplify
6086    (sqrts (sqrts @0))
6087    (pows @0 { build_real (type, dconst_quarter ()); }))
6088   /* sqrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
6089   (simplify
6090    (sqrts (cbrts @0))
6091    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
6092   /* cbrt(sqrt(x)) -> pow(x,1/6).  */
6093   (simplify
6094    (cbrts (sqrts @0))
6095    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_sixth ()); }))
6096   /* cbrt(cbrt(x)) -> pow(x,1/9), iff x is nonnegative.  */
6097   (simplify
6098    (cbrts (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0))
6099    (pows @0 { build_real_truncate (type, dconst_ninth ()); }))
6100   /* sqrt(pow(x,y)) -> pow(|x|,y*0.5).  */
6101   (simplify
6102    (sqrts (pows @0 @1))
6103    (pows (abs @0) (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
6104   /* cbrt(pow(x,y)) -> pow(x,y/3), iff x is nonnegative.  */
6105   (simplify
6106    (cbrts (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1))
6107    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
6108   /* pow(sqrt(x),y) -> pow(x,y*0.5).  */
6109   (simplify
6110    (pows (sqrts @0) @1)
6111    (pows @0 (mult @1 { build_real (type, dconsthalf); })))
6112   /* pow(cbrt(x),y) -> pow(x,y/3) iff x is nonnegative.  */
6113   (simplify
6114    (pows (cbrts tree_expr_nonnegative_p@0) @1)
6115    (pows @0 (mult @1 { build_real_truncate (type, dconst_third ()); })))
6116   /* pow(pow(x,y),z) -> pow(x,y*z) iff x is nonnegative.  */
6117   (simplify
6118    (pows (pows tree_expr_nonnegative_p@0 @1) @2)
6119    (pows @0 (mult @1 @2))))
6121  /* cabs(x+xi) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
6122  (simplify
6123   (CABS (complex @0 @0))
6124   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
6126  /* hypot(x,x) -> fabs(x)*sqrt(2).  */
6127  (simplify
6128   (HYPOT @0 @0)
6129   (mult (abs @0) { build_real_truncate (type, dconst_sqrt2 ()); }))
6131  /* cexp(x+yi) -> exp(x)*cexpi(y).  */
6132  (for cexps (CEXP)
6133       exps (EXP)
6134       cexpis (CEXPI)
6135   (simplify
6136    (cexps compositional_complex@0)
6137    (if (targetm.libc_has_function (function_c99_math_complex, TREE_TYPE (@0)))
6138     (complex
6139      (mult (exps@1 (realpart @0)) (realpart (cexpis:type@2 (imagpart @0))))
6140      (mult @1 (imagpart @2)))))))
6142 (if (canonicalize_math_p ())
6143  /* floor(x) -> trunc(x) if x is nonnegative.  */
6144  (for floors (FLOOR_ALL)
6145       truncs (TRUNC_ALL)
6146   (simplify
6147    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
6148    (truncs @0))))
6150 (match double_value_p
6151  @0
6152  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == double_type_node)))
6153 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL
6154             BUILT_IN_FLOORL
6155             BUILT_IN_CEILL
6156             BUILT_IN_ROUNDL
6157             BUILT_IN_NEARBYINTL
6158             BUILT_IN_RINTL)
6159      tos (BUILT_IN_TRUNC
6160           BUILT_IN_FLOOR
6161           BUILT_IN_CEIL
6162           BUILT_IN_ROUND
6163           BUILT_IN_NEARBYINT
6164           BUILT_IN_RINT)
6165  /* truncl(extend(x)) -> extend(trunc(x)), etc., if x is a double.  */
6166  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
6167   (simplify
6168    (froms (convert double_value_p@0))
6169    (convert (tos @0)))))
6171 (match float_value_p
6172  @0
6173  (if (TYPE_MAIN_VARIANT (TREE_TYPE (@0)) == float_type_node)))
6174 (for froms (BUILT_IN_TRUNCL BUILT_IN_TRUNC
6175             BUILT_IN_FLOORL BUILT_IN_FLOOR
6176             BUILT_IN_CEILL BUILT_IN_CEIL
6177             BUILT_IN_ROUNDL BUILT_IN_ROUND
6178             BUILT_IN_NEARBYINTL BUILT_IN_NEARBYINT
6179             BUILT_IN_RINTL BUILT_IN_RINT)
6180      tos (BUILT_IN_TRUNCF BUILT_IN_TRUNCF
6181           BUILT_IN_FLOORF BUILT_IN_FLOORF
6182           BUILT_IN_CEILF BUILT_IN_CEILF
6183           BUILT_IN_ROUNDF BUILT_IN_ROUNDF
6184           BUILT_IN_NEARBYINTF BUILT_IN_NEARBYINTF
6185           BUILT_IN_RINTF BUILT_IN_RINTF)
6186  /* truncl(extend(x)) and trunc(extend(x)) -> extend(truncf(x)), etc.,
6187     if x is a float.  */
6188  (if (optimize && canonicalize_math_p ()
6189       && targetm.libc_has_function (function_c99_misc, NULL_TREE))
6190   (simplify
6191    (froms (convert float_value_p@0))
6192    (convert (tos @0)))))
6194 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL)
6195      tos (XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
6196  /* llfloorl(extend(x)) -> llfloor(x), etc., if x is a double.  */
6197  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
6198   (simplify
6199    (froms (convert double_value_p@0))
6200    (tos @0))))
6202 (for froms (XFLOORL XCEILL XROUNDL XRINTL
6203             XFLOOR XCEIL XROUND XRINT)
6204      tos (XFLOORF XCEILF XROUNDF XRINTF)
6205  /* llfloorl(extend(x)) and llfloor(extend(x)) -> llfloorf(x), etc.,
6206     if x is a float.  */
6207  (if (optimize && canonicalize_math_p ())
6208   (simplify
6209    (froms (convert float_value_p@0))
6210    (tos @0))))
6212 (if (canonicalize_math_p ())
6213  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x) if x is nonnegative.  */
6214  (for floors (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR)
6215   (simplify
6216    (floors tree_expr_nonnegative_p@0)
6217    (fix_trunc @0))))
6219 (if (canonicalize_math_p ())
6220  /* xfloor(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
6221  (for fns (IFLOOR LFLOOR LLFLOOR
6222            ICEIL LCEIL LLCEIL
6223            IROUND LROUND LLROUND)
6224   (simplify
6225    (fns integer_valued_real_p@0)
6226    (fix_trunc @0)))
6227  (if (!flag_errno_math)
6228   /* xrint(x) -> fix_trunc(x), etc., if x is integer valued.  */
6229   (for rints (IRINT LRINT LLRINT)
6230    (simplify
6231     (rints integer_valued_real_p@0)
6232     (fix_trunc @0)))))
6234 (if (canonicalize_math_p ())
6235  (for ifn (IFLOOR ICEIL IROUND IRINT)
6236       lfn (LFLOOR LCEIL LROUND LRINT)
6237       llfn (LLFLOOR LLCEIL LLROUND LLRINT)
6238   /* Canonicalize iround (x) to lround (x) on ILP32 targets where
6239      sizeof (int) == sizeof (long).  */
6240   (if (TYPE_PRECISION (integer_type_node)
6241        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
6242    (simplify
6243     (ifn @0)
6244     (lfn:long_integer_type_node @0)))
6245   /* Canonicalize llround (x) to lround (x) on LP64 targets where
6246      sizeof (long long) == sizeof (long).  */
6247   (if (TYPE_PRECISION (long_long_integer_type_node)
6248        == TYPE_PRECISION (long_integer_type_node))
6249    (simplify
6250     (llfn @0)
6251     (lfn:long_integer_type_node @0)))))
6253 /* cproj(x) -> x if we're ignoring infinities.  */
6254 (simplify
6255  (CPROJ @0)
6256  (if (!HONOR_INFINITIES (type))
6257    @0))
6259 /* If the real part is inf and the imag part is known to be
6260    nonnegative, return (inf + 0i).  */
6261 (simplify
6262  (CPROJ (complex REAL_CST@0 tree_expr_nonnegative_p@1))
6263  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@0)))
6264   { build_complex_inf (type, false); }))
6266 /* If the imag part is inf, return (inf+I*copysign(0,imag)).  */
6267 (simplify
6268  (CPROJ (complex @0 REAL_CST@1))
6269  (if (real_isinf (TREE_REAL_CST_PTR (@1)))
6270   { build_complex_inf (type, TREE_REAL_CST_PTR (@1)->sign); }))
6272 (for pows (POW)
6273      sqrts (SQRT)
6274      cbrts (CBRT)
6275  (simplify
6276   (pows @0 REAL_CST@1)
6277   (with {
6278     const REAL_VALUE_TYPE *value = TREE_REAL_CST_PTR (@1);
6279     REAL_VALUE_TYPE tmp;
6280    }
6281    (switch
6282     /* pow(x,0) -> 1.  */
6283     (if (real_equal (value, &dconst0))
6284      { build_real (type, dconst1); })
6285     /* pow(x,1) -> x.  */
6286     (if (real_equal (value, &dconst1))
6287      @0)
6288     /* pow(x,-1) -> 1/x.  */
6289     (if (real_equal (value, &dconstm1))
6290      (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))
6291     /* pow(x,0.5) -> sqrt(x).  */
6292     (if (flag_unsafe_math_optimizations
6293          && canonicalize_math_p ()
6294          && real_equal (value, &dconsthalf))
6295      (sqrts @0))
6296     /* pow(x,1/3) -> cbrt(x).  */
6297     (if (flag_unsafe_math_optimizations
6298          && canonicalize_math_p ()
6299          && (tmp = real_value_truncate (TYPE_MODE (type), dconst_third ()),
6300              real_equal (value, &tmp)))
6301      (cbrts @0))))))
6303 /* powi(1,x) -> 1.  */
6304 (simplify
6305  (POWI real_onep@0 @1)
6306  @0)
6308 (simplify
6309  (POWI @0 INTEGER_CST@1)
6310  (switch
6311   /* powi(x,0) -> 1.  */
6312   (if (wi::to_wide (@1) == 0)
6313    { build_real (type, dconst1); })
6314   /* powi(x,1) -> x.  */
6315   (if (wi::to_wide (@1) == 1)
6316    @0)
6317   /* powi(x,-1) -> 1/x.  */
6318   (if (wi::to_wide (@1) == -1)
6319    (rdiv { build_real (type, dconst1); } @0))))
6321 /* Narrowing of arithmetic and logical operations.
6323    These are conceptually similar to the transformations performed for
6324    the C/C++ front-ends by shorten_binary_op and shorten_compare.  Long
6325    term we want to move all that code out of the front-ends into here.  */
6327 /* Convert (outertype)((innertype0)a+(innertype1)b)
6328    into ((newtype)a+(newtype)b) where newtype
6329    is the widest mode from all of these.  */
6330 (for op (plus minus mult rdiv)
6331  (simplify
6332    (convert (op:s@0 (convert1?@3 @1) (convert2?@4 @2)))
6333    /* If we have a narrowing conversion of an arithmetic operation where
6334       both operands are widening conversions from the same type as the outer
6335       narrowing conversion.  Then convert the innermost operands to a
6336       suitable unsigned type (to avoid introducing undefined behavior),
6337       perform the operation and convert the result to the desired type.  */
6338    (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
6339         && op != MULT_EXPR
6340         && op != RDIV_EXPR
6341         /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
6342            so there's no need to check that @2/@4 are integral types.  */
6343         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1))
6344         && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@3))
6345         /* The precision of the type of each operand must match the
6346            precision of the mode of each operand, similarly for the
6347            result.  */
6348         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
6349         && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@2))
6350         && type_has_mode_precision_p (type)
6351         /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
6352         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@3)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1))
6353         && types_match (@1, type)
6354         && (types_match (@1, @2)
6355             /* Or the second operand is const integer or converted const
6356                integer from valueize.  */
6357             || poly_int_tree_p (@4)))
6358      (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@1)))
6359        (op @1 (convert @2))
6360        (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@1)); }
6361         (convert (op (convert:utype @1)
6362                      (convert:utype @2)))))
6363      (if (FLOAT_TYPE_P (type)
6364           && DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6365                == DECIMAL_FLOAT_TYPE_P (type))
6366       (with { tree arg0 = strip_float_extensions (@1);
6367               tree arg1 = strip_float_extensions (@2);
6368               tree itype = TREE_TYPE (@0);
6369               tree ty1 = TREE_TYPE (arg0);
6370               tree ty2 = TREE_TYPE (arg1);
6371               enum tree_code code = TREE_CODE (itype); }
6372         (if (FLOAT_TYPE_P (ty1)
6373              && FLOAT_TYPE_P (ty2))
6374          (with { tree newtype = type;
6375                  if (TYPE_MODE (ty1) == SDmode
6376                      || TYPE_MODE (ty2) == SDmode
6377                      || TYPE_MODE (type) == SDmode)
6378                    newtype = dfloat32_type_node;
6379                  if (TYPE_MODE (ty1) == DDmode
6380                      || TYPE_MODE (ty2) == DDmode
6381                      || TYPE_MODE (type) == DDmode)
6382                    newtype = dfloat64_type_node;
6383                  if (TYPE_MODE (ty1) == TDmode
6384                      || TYPE_MODE (ty2) == TDmode
6385                      || TYPE_MODE (type) == TDmode)
6386                    newtype = dfloat128_type_node; }
6387           (if ((newtype == dfloat32_type_node
6388                 || newtype == dfloat64_type_node
6389                 || newtype == dfloat128_type_node)
6390               && newtype == type
6391               && types_match (newtype, type))
6392             (op (convert:newtype @1) (convert:newtype @2))
6393             (with { if (TYPE_PRECISION (ty1) > TYPE_PRECISION (newtype))
6394                       newtype = ty1;
6395                     if (TYPE_PRECISION (ty2) > TYPE_PRECISION (newtype))
6396                       newtype = ty2; }
6397                /* Sometimes this transformation is safe (cannot
6398                   change results through affecting double rounding
6399                   cases) and sometimes it is not.  If NEWTYPE is
6400                   wider than TYPE, e.g. (float)((long double)double
6401                   + (long double)double) converted to
6402                   (float)(double + double), the transformation is
6403                   unsafe regardless of the details of the types
6404                   involved; double rounding can arise if the result
6405                   of NEWTYPE arithmetic is a NEWTYPE value half way
6406                   between two representable TYPE values but the
6407                   exact value is sufficiently different (in the
6408                   right direction) for this difference to be
6409                   visible in ITYPE arithmetic.  If NEWTYPE is the
6410                   same as TYPE, however, the transformation may be
6411                   safe depending on the types involved: it is safe
6412                   if the ITYPE has strictly more than twice as many
6413                   mantissa bits as TYPE, can represent infinities
6414                   and NaNs if the TYPE can, and has sufficient
6415                   exponent range for the product or ratio of two
6416                   values representable in the TYPE to be within the
6417                   range of normal values of ITYPE.  */
6418               (if (TYPE_PRECISION (newtype) < TYPE_PRECISION (itype)
6419                    && (flag_unsafe_math_optimizations
6420                        || (TYPE_PRECISION (newtype) == TYPE_PRECISION (type)
6421                            && real_can_shorten_arithmetic (TYPE_MODE (itype),
6422                                                            TYPE_MODE (type))
6423                            && !excess_precision_type (newtype)))
6424                    && !types_match (itype, newtype))
6425                  (convert:type (op (convert:newtype @1)
6426                                    (convert:newtype @2)))
6427          )))) )
6428    ))
6431 /* This is another case of narrowing, specifically when there's an outer
6432    BIT_AND_EXPR which masks off bits outside the type of the innermost
6433    operands.   Like the previous case we have to convert the operands
6434    to unsigned types to avoid introducing undefined behavior for the
6435    arithmetic operation.  */
6436 (for op (minus plus)
6437  (simplify
6438   (bit_and (op:s (convert@2 @0) (convert@3 @1)) INTEGER_CST@4)
6439   (if (INTEGRAL_TYPE_P (type)
6440        /* We check for type compatibility between @0 and @1 below,
6441           so there's no need to check that @1/@3 are integral types.  */
6442        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6443        && INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@2))
6444        /* The precision of the type of each operand must match the
6445           precision of the mode of each operand, similarly for the
6446           result.  */
6447        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@0))
6448        && type_has_mode_precision_p (TREE_TYPE (@1))
6449        && type_has_mode_precision_p (type)
6450        /* The inner conversion must be a widening conversion.  */
6451        && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@2)) > TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
6452        && types_match (@0, @1)
6453        && (tree_int_cst_min_precision (@4, TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@0)))
6454            <= TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)))
6455        && (wi::to_wide (@4)
6456            & wi::mask (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)),
6457                        true, TYPE_PRECISION (type))) == 0)
6458    (if (TYPE_OVERFLOW_WRAPS (TREE_TYPE (@0)))
6459     (with { tree ntype = TREE_TYPE (@0); }
6460      (convert (bit_and (op @0 @1) (convert:ntype @4))))
6461     (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
6462      (convert (bit_and (op (convert:utype @0) (convert:utype @1))
6463                (convert:utype @4))))))))
6465 /* Transform (@0 < @1 and @0 < @2) to use min,
6466    (@0 > @1 and @0 > @2) to use max */
6467 (for logic (bit_and bit_and bit_and bit_and bit_ior bit_ior bit_ior bit_ior)
6468      op    (lt      le      gt      ge      lt      le      gt      ge     )
6469      ext   (min     min     max     max     max     max     min     min    )
6470  (simplify
6471   (logic (op:cs @0 @1) (op:cs @0 @2))
6472   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6473        && TREE_CODE (@0) != INTEGER_CST)
6474    (op @0 (ext @1 @2)))))
6476 (simplify
6477  /* signbit(x) -> 0 if x is nonnegative.  */
6478  (SIGNBIT tree_expr_nonnegative_p@0)
6479  { integer_zero_node; })
6481 (simplify
6482  /* signbit(x) -> x<0 if x doesn't have signed zeros.  */
6483  (SIGNBIT @0)
6484  (if (!HONOR_SIGNED_ZEROS (@0))
6485   (convert (lt @0 { build_real (TREE_TYPE (@0), dconst0); }))))
6487 /* Transform comparisons of the form X +- C1 CMP C2 to X CMP C2 -+ C1.  */
6488 (for cmp (eq ne)
6489  (for op (plus minus)
6490       rop (minus plus)
6491   (simplify
6492    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
6493    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
6494         && !TYPE_OVERFLOW_SANITIZED (TREE_TYPE (@0))
6495         && !TYPE_OVERFLOW_TRAPS (TREE_TYPE (@0))
6496         && !TYPE_SATURATING (TREE_TYPE (@0)))
6497     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
6498      (if (TREE_OVERFLOW (res)
6499           && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
6500       { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR, type); }
6501       (if (single_use (@3))
6502        (cmp @0 { TREE_OVERFLOW (res)
6503                  ? drop_tree_overflow (res) : res; }))))))))
6504 (for cmp (lt le gt ge)
6505  (for op (plus minus)
6506       rop (minus plus)
6507   (simplify
6508    (cmp (op@3 @0 INTEGER_CST@1) INTEGER_CST@2)
6509    (if (!TREE_OVERFLOW (@1) && !TREE_OVERFLOW (@2)
6510         && TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0)))
6511     (with { tree res = int_const_binop (rop, @2, @1); }
6512      (if (TREE_OVERFLOW (res))
6513       {
6514         fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
6515                                 "when simplifying conditional to constant"),
6516                                WARN_STRICT_OVERFLOW_CONDITIONAL);
6517         bool less = cmp == LE_EXPR || cmp == LT_EXPR;
6518         /* wi::ges_p (@2, 0) should be sufficient for a signed type.  */
6519         bool ovf_high = wi::lt_p (wi::to_wide (@1), 0,
6520                                   TYPE_SIGN (TREE_TYPE (@1)))
6521                         != (op == MINUS_EXPR);
6522         constant_boolean_node (less == ovf_high, type);
6523       }
6524       (if (single_use (@3))
6525        (with
6526         {
6527           fold_overflow_warning (("assuming signed overflow does not occur "
6528                                   "when changing X +- C1 cmp C2 to "
6529                                   "X cmp C2 -+ C1"),
6530                                  WARN_STRICT_OVERFLOW_COMPARISON);
6531         }
6532         (cmp @0 { res; })))))))))
6534 /* Canonicalizations of BIT_FIELD_REFs.  */
6536 (simplify
6537  (BIT_FIELD_REF (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2) @3 @4)
6538  (BIT_FIELD_REF @0 @3 { const_binop (PLUS_EXPR, bitsizetype, @2, @4); }))
6540 (simplify
6541  (BIT_FIELD_REF (view_convert @0) @1 @2)
6542  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2))
6544 (simplify
6545  (BIT_FIELD_REF @0 @1 integer_zerop)
6546  (if (tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@0))))
6547   (view_convert @0)))
6549 (simplify
6550  (BIT_FIELD_REF @0 @1 @2)
6551  (switch
6552   (if (TREE_CODE (TREE_TYPE (@0)) == COMPLEX_TYPE
6553        && tree_int_cst_equal (@1, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
6554    (switch
6555     (if (integer_zerop (@2))
6556      (view_convert (realpart @0)))
6557     (if (tree_int_cst_equal (@2, TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
6558      (view_convert (imagpart @0)))))
6559   (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6560        && INTEGRAL_TYPE_P (type)
6561        /* On GIMPLE this should only apply to register arguments.  */
6562        && (! GIMPLE || is_gimple_reg (@0))
6563        /* A bit-field-ref that referenced the full argument can be stripped.  */
6564        && ((compare_tree_int (@1, TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))) == 0
6565             && integer_zerop (@2))
6566            /* Low-parts can be reduced to integral conversions.
6567               ???  The following doesn't work for PDP endian.  */
6568            || (BYTES_BIG_ENDIAN == WORDS_BIG_ENDIAN
6569                /* But only do this after vectorization.  */
6570                && canonicalize_math_after_vectorization_p ()
6571                /* Don't even think about BITS_BIG_ENDIAN.  */
6572                && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) % BITS_PER_UNIT == 0
6573                && TYPE_PRECISION (type) % BITS_PER_UNIT == 0
6574                && compare_tree_int (@2, (BYTES_BIG_ENDIAN
6575                                          ? (TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0))
6576                                             - TYPE_PRECISION (type))
6577                                          : 0)) == 0)))
6578    (convert @0))))
6580 /* Simplify vector extracts.  */
6582 (simplify
6583  (BIT_FIELD_REF CONSTRUCTOR@0 @1 @2)
6584  (if (VECTOR_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6585       && tree_fits_uhwi_p (TYPE_SIZE (type))
6586       && ((tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (type))
6587            == tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0)))))
6588           || (VECTOR_TYPE_P (type)
6589               && (tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (type)))
6590                   == tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (TREE_TYPE (@0))))))))
6591   (with
6592    {
6593      tree ctor = (TREE_CODE (@0) == SSA_NAME
6594                   ? gimple_assign_rhs1 (SSA_NAME_DEF_STMT (@0)) : @0);
6595      tree eltype = TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor));
6596      unsigned HOST_WIDE_INT width = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (eltype));
6597      unsigned HOST_WIDE_INT n = tree_to_uhwi (@1);
6598      unsigned HOST_WIDE_INT idx = tree_to_uhwi (@2);
6599    }
6600    (if (n != 0
6601         && (idx % width) == 0
6602         && (n % width) == 0
6603         && known_le ((idx + n) / width,
6604                      TYPE_VECTOR_SUBPARTS (TREE_TYPE (ctor))))
6605     (with
6606      {
6607        idx = idx / width;
6608        n = n / width;
6609        /* Constructor elements can be subvectors.  */
6610        poly_uint64 k = 1;
6611        if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) != 0)
6612          {
6613            tree cons_elem = TREE_TYPE (CONSTRUCTOR_ELT (ctor, 0)->value);
6614            if (TREE_CODE (cons_elem) == VECTOR_TYPE)
6615              k = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (cons_elem);
6616          }
6617        unsigned HOST_WIDE_INT elt, count, const_k;
6618      }
6619      (switch
6620       /* We keep an exact subset of the constructor elements.  */
6621       (if (multiple_p (idx, k, &elt) && multiple_p (n, k, &count))
6622        (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) == 0)
6623         { build_zero_cst (type); }
6624         (if (count == 1)
6625          (if (elt < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor))
6626           (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt)->value; })
6627           { build_zero_cst (type); })
6628          /* We don't want to emit new CTORs unless the old one goes away.
6629             ???  Eventually allow this if the CTOR ends up constant or
6630             uniform.  */
6631          (if (single_use (@0))
6632           (with
6633             {
6634               vec<constructor_elt, va_gc> *vals;
6635               vec_alloc (vals, count);
6636               bool constant_p = true;
6637               tree res;
6638               for (unsigned i = 0;
6639                    i < count && elt + i < CONSTRUCTOR_NELTS (ctor); ++i)
6640                 {
6641                   tree e = CONSTRUCTOR_ELT (ctor, elt + i)->value;
6642                   CONSTRUCTOR_APPEND_ELT (vals, NULL_TREE, e);
6643                   if (!CONSTANT_CLASS_P (e))
6644                     constant_p = false;
6645                 }
6646               tree evtype = (types_match (TREE_TYPE (type),
6647                                           TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor)))
6648                              ? type
6649                              : build_vector_type (TREE_TYPE (TREE_TYPE (ctor)),
6650                                                   count));
6651               res = (constant_p ? build_vector_from_ctor (evtype, vals)
6652                      : build_constructor (evtype, vals));
6653             }
6654             (view_convert { res; }))))))
6655       /* The bitfield references a single constructor element.  */
6656       (if (k.is_constant (&const_k)
6657            && idx + n <= (idx / const_k + 1) * const_k)
6658        (switch
6659         (if (CONSTRUCTOR_NELTS (ctor) <= idx / const_k)
6660          { build_zero_cst (type); })
6661         (if (n == const_k)
6662          (view_convert { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }))
6663         (BIT_FIELD_REF { CONSTRUCTOR_ELT (ctor, idx / const_k)->value; }
6664                        @1 { bitsize_int ((idx % const_k) * width); })))))))))
6666 /* Simplify a bit extraction from a bit insertion for the cases with
6667    the inserted element fully covering the extraction or the insertion
6668    not touching the extraction.  */
6669 (simplify
6670  (BIT_FIELD_REF (bit_insert @0 @1 @ipos) @rsize @rpos)
6671  (with
6672   {
6673     unsigned HOST_WIDE_INT isize;
6674     if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@1)))
6675       isize = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@1));
6676     else
6677       isize = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (TREE_TYPE (@1)));
6678   }
6679   (switch
6680    (if (wi::leu_p (wi::to_wide (@ipos), wi::to_wide (@rpos))
6681         && wi::leu_p (wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize),
6682                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
6683     (BIT_FIELD_REF @1 @rsize { wide_int_to_tree (bitsizetype,
6684                                                  wi::to_wide (@rpos)
6685                                                  - wi::to_wide (@ipos)); }))
6686    (if (wi::geu_p (wi::to_wide (@ipos),
6687                    wi::to_wide (@rpos) + wi::to_wide (@rsize))
6688         || wi::geu_p (wi::to_wide (@rpos),
6689                       wi::to_wide (@ipos) + isize))
6690     (BIT_FIELD_REF @0 @rsize @rpos)))))
6692 (if (canonicalize_math_after_vectorization_p ())
6693  (for fmas (FMA)
6694   (simplify
6695    (fmas:c (negate @0) @1 @2)
6696    (IFN_FNMA @0 @1 @2))
6697   (simplify
6698    (fmas @0 @1 (negate @2))
6699    (IFN_FMS @0 @1 @2))
6700   (simplify
6701    (fmas:c (negate @0) @1 (negate @2))
6702    (IFN_FNMS @0 @1 @2))
6703   (simplify
6704    (negate (fmas@3 @0 @1 @2))
6705    (if (single_use (@3))
6706     (IFN_FNMS @0 @1 @2))))
6708  (simplify
6709   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 @2)
6710   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
6711  (simplify
6712   (IFN_FMS @0 @1 (negate @2))
6713   (IFN_FMA @0 @1 @2))
6714  (simplify
6715   (IFN_FMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
6716   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
6717  (simplify
6718   (negate (IFN_FMS@3 @0 @1 @2))
6719    (if (single_use (@3))
6720     (IFN_FNMA @0 @1 @2)))
6722  (simplify
6723   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 @2)
6724   (IFN_FMA @0 @1 @2))
6725  (simplify
6726   (IFN_FNMA @0 @1 (negate @2))
6727   (IFN_FNMS @0 @1 @2))
6728  (simplify
6729   (IFN_FNMA:c (negate @0) @1 (negate @2))
6730   (IFN_FMS @0 @1 @2))
6731  (simplify
6732   (negate (IFN_FNMA@3 @0 @1 @2))
6733   (if (single_use (@3))
6734    (IFN_FMS @0 @1 @2)))
6736  (simplify
6737   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 @2)
6738   (IFN_FMS @0 @1 @2))
6739  (simplify
6740   (IFN_FNMS @0 @1 (negate @2))
6741   (IFN_FNMA @0 @1 @2))
6742  (simplify
6743   (IFN_FNMS:c (negate @0) @1 (negate @2))
6744   (IFN_FMA @0 @1 @2))
6745  (simplify
6746   (negate (IFN_FNMS@3 @0 @1 @2))
6747   (if (single_use (@3))
6748    (IFN_FMA @0 @1 @2))))
6750 /* CLZ simplifications.  */
6751 (for clz (CLZ)
6752  (for op (eq ne)
6753       cmp (lt ge)
6754   (simplify
6755    (op (clz:s@2 @0) INTEGER_CST@1)
6756    (if (integer_zerop (@1) && single_use (@2))
6757     /* clz(X) == 0 is (int)X < 0 and clz(X) != 0 is (int)X >= 0.  */
6758     (with { tree type0 = TREE_TYPE (@0);
6759             tree stype = signed_type_for (type0);
6760             HOST_WIDE_INT val = 0;
6761             /* Punt on hypothetical weird targets.  */
6762             if (clz == CFN_CLZ
6763                 && CLZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
6764                                               val) == 2
6765                 && val == 0)
6766               stype = NULL_TREE;
6767           }
6768      (if (stype)
6769       (cmp (convert:stype @0) { build_zero_cst (stype); })))
6770     /* clz(X) == (prec-1) is X == 1 and clz(X) != (prec-1) is X != 1.  */
6771     (with { bool ok = true;
6772             HOST_WIDE_INT val = 0;
6773             tree type0 = TREE_TYPE (@0);
6774             /* Punt on hypothetical weird targets.  */
6775             if (clz == CFN_CLZ
6776                 && CLZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
6777                                               val) == 2
6778                 && val == TYPE_PRECISION (type0) - 1)
6779               ok = false;
6780           }
6781      (if (ok && wi::to_wide (@1) == (TYPE_PRECISION (type0) - 1))
6782       (op @0 { build_one_cst (type0); })))))))
6784 /* CTZ simplifications.  */
6785 (for ctz (CTZ)
6786  (for op (ge gt le lt)
6787       cmp (eq eq ne ne)
6788   (simplify
6789    /* __builtin_ctz (x) >= C -> (x & ((1 << C) - 1)) == 0.  */
6790    (op (ctz:s @0) INTEGER_CST@1)
6791     (with { bool ok = true;
6792             HOST_WIDE_INT val = 0;
6793             if (!tree_fits_shwi_p (@1))
6794               ok = false;
6795             else
6796               {
6797                 val = tree_to_shwi (@1);
6798                 /* Canonicalize to >= or <.  */
6799                 if (op == GT_EXPR || op == LE_EXPR)
6800                   {
6801                     if (val == HOST_WIDE_INT_MAX)
6802                       ok = false;
6803                     else
6804                       val++;
6805                   }
6806               }
6807             bool zero_res = false;
6808             HOST_WIDE_INT zero_val = 0;
6809             tree type0 = TREE_TYPE (@0);
6810             int prec = TYPE_PRECISION (type0);
6811             if (ctz == CFN_CTZ
6812                 && CTZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
6813                                               zero_val) == 2)
6814               zero_res = true;
6815           }
6816      (if (val <= 0)
6817       (if (ok && (!zero_res || zero_val >= val))
6818        { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? true : false, type); })
6819       (if (val >= prec)
6820        (if (ok && (!zero_res || zero_val < val))
6821         { constant_boolean_node (cmp == EQ_EXPR ? false : true, type); })
6822        (if (ok && (!zero_res || zero_val < 0 || zero_val >= prec))
6823         (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (type0,
6824                                              wi::mask (val, false, prec)); })
6825              { build_zero_cst (type0); })))))))
6826  (for op (eq ne)
6827   (simplify
6828    /* __builtin_ctz (x) == C -> (x & ((1 << (C + 1)) - 1)) == (1 << C).  */
6829    (op (ctz:s @0) INTEGER_CST@1)
6830     (with { bool zero_res = false;
6831             HOST_WIDE_INT zero_val = 0;
6832             tree type0 = TREE_TYPE (@0);
6833             int prec = TYPE_PRECISION (type0);
6834             if (ctz == CFN_CTZ
6835                 && CTZ_DEFINED_VALUE_AT_ZERO (SCALAR_TYPE_MODE (type0),
6836                                               zero_val) == 2)
6837               zero_res = true;
6838           }
6839      (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0 || wi::to_widest (@1) >= prec)
6840       (if (!zero_res || zero_val != wi::to_widest (@1))
6841        { constant_boolean_node (op == EQ_EXPR ? false : true, type); })
6842       (if (!zero_res || zero_val < 0 || zero_val >= prec)
6843        (op (bit_and @0 { wide_int_to_tree (type0,
6844                                            wi::mask (tree_to_uhwi (@1) + 1,
6845                                                      false, prec)); })
6846            { wide_int_to_tree (type0,
6847                                wi::shifted_mask (tree_to_uhwi (@1), 1,
6848                                                  false, prec)); })))))))
6850 /* POPCOUNT simplifications.  */
6851 /* popcount(X) + popcount(Y) is popcount(X|Y) when X&Y must be zero.  */
6852 (simplify
6853   (plus (POPCOUNT:s @0) (POPCOUNT:s @1))
6854   (if (wi::bit_and (tree_nonzero_bits (@0), tree_nonzero_bits (@1)) == 0)
6855     (POPCOUNT (bit_ior @0 @1))))
6857 /* popcount(X) == 0 is X == 0, and related (in)equalities.  */
6858 (for popcount (POPCOUNT)
6859   (for cmp (le eq ne gt)
6860        rep (eq eq ne ne)
6861     (simplify
6862       (cmp (popcount @0) integer_zerop)
6863       (rep @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))
6865 /* Canonicalize POPCOUNT(x)&1 as PARITY(X).  */
6866 (simplify
6867   (bit_and (POPCOUNT @0) integer_onep)
6868   (PARITY @0))
6870 /* PARITY simplifications.  */
6871 /* parity(~X) is parity(X).  */
6872 (simplify
6873   (PARITY (bit_not @0))
6874   (PARITY @0))
6876 /* parity(X)^parity(Y) is parity(X^Y).  */
6877 (simplify
6878   (bit_xor (PARITY:s @0) (PARITY:s @1))
6879   (PARITY (bit_xor @0 @1)))
6881 /* Common POPCOUNT/PARITY simplifications.  */
6882 /* popcount(X&C1) is (X>>C2)&1 when C1 == 1<<C2.  Same for parity(X&C1).  */
6883 (for pfun (POPCOUNT PARITY)
6884   (simplify
6885     (pfun @0)
6886     (with { wide_int nz = tree_nonzero_bits (@0); }
6887       (switch
6888         (if (nz == 1)
6889           (convert @0))
6890         (if (wi::popcount (nz) == 1)
6891           (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
6892             (convert (rshift:utype (convert:utype @0)
6893                                    { build_int_cst (integer_type_node,
6894                                                     wi::ctz (nz)); }))))))))
6896 #if GIMPLE
6897 /* 64- and 32-bits branchless implementations of popcount are detected:
6899    int popcount64c (uint64_t x)
6900    {
6901      x -= (x >> 1) & 0x5555555555555555ULL;
6902      x = (x & 0x3333333333333333ULL) + ((x >> 2) & 0x3333333333333333ULL);
6903      x = (x + (x >> 4)) & 0x0f0f0f0f0f0f0f0fULL;
6904      return (x * 0x0101010101010101ULL) >> 56;
6905    }
6907    int popcount32c (uint32_t x)
6908    {
6909      x -= (x >> 1) & 0x55555555;
6910      x = (x & 0x33333333) + ((x >> 2) & 0x33333333);
6911      x = (x + (x >> 4)) & 0x0f0f0f0f;
6912      return (x * 0x01010101) >> 24;
6913    }  */
6914 (simplify
6915  (rshift
6916   (mult
6917    (bit_and
6918     (plus:c
6919      (rshift @8 INTEGER_CST@5)
6920       (plus:c@8
6921        (bit_and @6 INTEGER_CST@7)
6922         (bit_and
6923          (rshift
6924           (minus@6 @0
6925            (bit_and (rshift @0 INTEGER_CST@4) INTEGER_CST@11))
6926           INTEGER_CST@10)
6927          INTEGER_CST@9)))
6928     INTEGER_CST@3)
6929    INTEGER_CST@2)
6930   INTEGER_CST@1)
6931   /* Check constants and optab.  */
6932   (with { unsigned prec = TYPE_PRECISION (type);
6933           int shift = (64 - prec) & 63;
6934           unsigned HOST_WIDE_INT c1
6935             = HOST_WIDE_INT_UC (0x0101010101010101) >> shift;
6936           unsigned HOST_WIDE_INT c2
6937             = HOST_WIDE_INT_UC (0x0F0F0F0F0F0F0F0F) >> shift;
6938           unsigned HOST_WIDE_INT c3
6939             = HOST_WIDE_INT_UC (0x3333333333333333) >> shift;
6940           unsigned HOST_WIDE_INT c4
6941             = HOST_WIDE_INT_UC (0x5555555555555555) >> shift;
6942    }
6943    (if (prec >= 16
6944         && prec <= 64
6945         && pow2p_hwi (prec)
6946         && TYPE_UNSIGNED (type)
6947         && integer_onep (@4)
6948         && wi::to_widest (@10) == 2
6949         && wi::to_widest (@5) == 4
6950         && wi::to_widest (@1) == prec - 8
6951         && tree_to_uhwi (@2) == c1
6952         && tree_to_uhwi (@3) == c2
6953         && tree_to_uhwi (@9) == c3
6954         && tree_to_uhwi (@7) == c3
6955         && tree_to_uhwi (@11) == c4)
6956     (if (direct_internal_fn_supported_p (IFN_POPCOUNT, type,
6957                                          OPTIMIZE_FOR_BOTH))
6958      (convert (IFN_POPCOUNT:type @0))
6959      /* Try to do popcount in two halves.  PREC must be at least
6960         five bits for this to work without extension before adding.  */
6961      (with {
6962        tree half_type = NULL_TREE;
6963        opt_machine_mode m = mode_for_size ((prec + 1) / 2, MODE_INT, 1);
6964        int half_prec = 8;
6965        if (m.exists ()
6966            && m.require () != TYPE_MODE (type))
6967          {
6968            half_prec = GET_MODE_PRECISION (as_a <scalar_int_mode> (m));
6969            half_type = build_nonstandard_integer_type (half_prec, 1);
6970          }
6971        gcc_assert (half_prec > 2);
6972       }
6973       (if (half_type != NULL_TREE
6974            && direct_internal_fn_supported_p (IFN_POPCOUNT, half_type,
6975                                               OPTIMIZE_FOR_BOTH))
6976        (convert (plus
6977          (IFN_POPCOUNT:half_type (convert @0))
6978          (IFN_POPCOUNT:half_type (convert (rshift @0
6979             { build_int_cst (integer_type_node, half_prec); } )))))))))))
6981 /* __builtin_ffs needs to deal on many targets with the possible zero
6982    argument.  If we know the argument is always non-zero, __builtin_ctz + 1
6983    should lead to better code.  */
6984 (simplify
6985  (FFS tree_expr_nonzero_p@0)
6986  (if (INTEGRAL_TYPE_P (TREE_TYPE (@0))
6987       && direct_internal_fn_supported_p (IFN_CTZ, TREE_TYPE (@0),
6988                                          OPTIMIZE_FOR_SPEED))
6989   (with { tree utype = unsigned_type_for (TREE_TYPE (@0)); }
6990    (plus (CTZ:type (convert:utype @0)) { build_one_cst (type); }))))
6991 #endif
6993 (for ffs (BUILT_IN_FFS BUILT_IN_FFSL BUILT_IN_FFSLL
6994           BUILT_IN_FFSIMAX)
6995  /* __builtin_ffs (X) == 0 -> X == 0.
6996     __builtin_ffs (X) == 6 -> (X & 63) == 32.  */
6997  (for cmp (eq ne)
6998   (simplify
6999    (cmp (ffs@2 @0) INTEGER_CST@1)
7000     (with { int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
7001      (switch
7002       (if (integer_zerop (@1))
7003        (cmp @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
7004       (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0 || wi::to_widest (@1) > prec)
7005        { constant_boolean_node (cmp == NE_EXPR ? true : false, type); })
7006       (if (single_use (@2))
7007        (cmp (bit_and @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7008                                             wi::mask (tree_to_uhwi (@1),
7009                                                       false, prec)); })
7010             { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7011                                 wi::shifted_mask (tree_to_uhwi (@1) - 1, 1,
7012                                                   false, prec)); }))))))
7014  /* __builtin_ffs (X) > 6 -> X != 0 && (X & 63) == 0.  */
7015  (for cmp (gt le)
7016       cmp2 (ne eq)
7017       cmp3 (eq ne)
7018       bit_op (bit_and bit_ior)
7019   (simplify
7020    (cmp (ffs@2 @0) INTEGER_CST@1)
7021     (with { int prec = TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)); }
7022      (switch
7023       (if (integer_zerop (@1))
7024        (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))
7025       (if (tree_int_cst_sgn (@1) < 0)
7026        { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR ? true : false, type); })
7027       (if (wi::to_widest (@1) >= prec)
7028        { constant_boolean_node (cmp == GT_EXPR ? false : true, type); })
7029       (if (wi::to_widest (@1) == prec - 1)
7030        (cmp3 @0 { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7031                                     wi::shifted_mask (prec - 1, 1,
7032                                                       false, prec)); }))
7033       (if (single_use (@2))
7034        (bit_op (cmp2 @0 { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); })
7035                (cmp3 (bit_and @0
7036                               { wide_int_to_tree (TREE_TYPE (@0),
7037                                                   wi::mask (tree_to_uhwi (@1),
7038                                                   false, prec)); })
7039                      { build_zero_cst (TREE_TYPE (@0)); }))))))))
7041 /* Simplify:
7043      a = a1 op a2
7044      r = c ? a : b;
7046    to:
7048      r = c ? a1 op a2 : b;
7050    if the target can do it in one go.  This makes the operation conditional
7051    on c, so could drop potentially-trapping arithmetic, but that's a valid
7052    simplification if the result of the operation isn't needed.
7054    Avoid speculatively generating a stand-alone vector comparison
7055    on targets that might not support them.  Any target implementing
7056    conditional internal functions must support the same comparisons
7057    inside and outside a VEC_COND_EXPR.  */
7059 #if GIMPLE
7060 (for uncond_op (UNCOND_BINARY)
7061      cond_op (COND_BINARY)
7062  (simplify
7063   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@4 @1 @2)) @3)
7064   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
7065    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7066         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0)))
7067     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @3))))))
7068  (simplify
7069   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@4 @2 @3)))
7070   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
7071    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7072         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0)))
7073     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 (view_convert:op_type @1)))))))
7075 /* Same for ternary operations.  */
7076 (for uncond_op (UNCOND_TERNARY)
7077      cond_op (COND_TERNARY)
7078  (simplify
7079   (vec_cond @0 (view_convert? (uncond_op@5 @1 @2 @3)) @4)
7080   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
7081    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7082         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0)))
7083     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @4))))))
7084  (simplify
7085   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (uncond_op@5 @2 @3 @4)))
7086   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
7087    (if (vectorized_internal_fn_supported_p (as_internal_fn (cond_op), op_type)
7088         && is_truth_type_for (op_type, TREE_TYPE (@0)))
7089     (view_convert (cond_op (bit_not @0) @2 @3 @4
7090                   (view_convert:op_type @1)))))))
7091 #endif
7093 /* Detect cases in which a VEC_COND_EXPR effectively replaces the
7094    "else" value of an IFN_COND_*.  */
7095 (for cond_op (COND_BINARY)
7096  (simplify
7097   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3)) @4)
7098   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@3); }
7099    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
7100     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 (view_convert:op_type @4))))))
7101  (simplify
7102   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5)))
7103   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@5); }
7104    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
7105         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
7106     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 (view_convert:op_type @1)))))))
7108 /* Same for ternary operations.  */
7109 (for cond_op (COND_TERNARY)
7110  (simplify
7111   (vec_cond @0 (view_convert? (cond_op @0 @1 @2 @3 @4)) @5)
7112   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@4); }
7113    (if (element_precision (type) == element_precision (op_type))
7114     (view_convert (cond_op @0 @1 @2 @3 (view_convert:op_type @5))))))
7115  (simplify
7116   (vec_cond @0 @1 (view_convert? (cond_op @2 @3 @4 @5 @6)))
7117   (with { tree op_type = TREE_TYPE (@6); }
7118    (if (inverse_conditions_p (@0, @2)
7119         && element_precision (type) == element_precision (op_type))
7120     (view_convert (cond_op @2 @3 @4 @5 (view_convert:op_type @1)))))))
7122 /* For pointers @0 and @2 and nonnegative constant offset @1, look for
7123    expressions like:
7125    A: (@0 + @1 < @2) | (@2 + @1 < @0)
7126    B: (@0 + @1 <= @2) | (@2 + @1 <= @0)
7128    If pointers are known not to wrap, B checks whether @1 bytes starting
7129    at @0 and @2 do not overlap, while A tests the same thing for @1 + 1
7130    bytes.  A is more efficiently tested as:
7132    A: (sizetype) (@0 + @1 - @2) > @1 * 2
7134    The equivalent expression for B is given by replacing @1 with @1 - 1:
7136    B: (sizetype) (@0 + (@1 - 1) - @2) > (@1 - 1) * 2
7138    @0 and @2 can be swapped in both expressions without changing the result.
7140    The folds rely on sizetype's being unsigned (which is always true)
7141    and on its being the same width as the pointer (which we have to check).
7143    The fold replaces two pointer_plus expressions, two comparisons and
7144    an IOR with a pointer_plus, a pointer_diff, and a comparison, so in
7145    the best case it's a saving of two operations.  The A fold retains one
7146    of the original pointer_pluses, so is a win even if both pointer_pluses
7147    are used elsewhere.  The B fold is a wash if both pointer_pluses are
7148    used elsewhere, since all we end up doing is replacing a comparison with
7149    a pointer_plus.  We do still apply the fold under those circumstances
7150    though, in case applying it to other conditions eventually makes one of the
7151    pointer_pluses dead.  */
7152 (for ior (truth_orif truth_or bit_ior)
7153  (for cmp (le lt)
7154   (simplify
7155    (ior (cmp:cs (pointer_plus@3 @0 INTEGER_CST@1) @2)
7156         (cmp:cs (pointer_plus@4 @2 @1) @0))
7157    (if (TYPE_OVERFLOW_UNDEFINED (TREE_TYPE (@0))
7158         && TYPE_OVERFLOW_WRAPS (sizetype)
7159         && TYPE_PRECISION (TREE_TYPE (@0)) == TYPE_PRECISION (sizetype))
7160     /* Calculate the rhs constant.  */
7161     (with { offset_int off = wi::to_offset (@1) - (cmp == LE_EXPR ? 1 : 0);
7162             offset_int rhs = off * 2; }
7163      /* Always fails for negative values.  */
7164      (if (wi::min_precision (rhs, UNSIGNED) <= TYPE_PRECISION (sizetype))
7165       /* Since the order of @0 and @2 doesn't matter, let tree_swap_operands_p
7166          pick a canonical order.  This increases the chances of using the
7167          same pointer_plus in multiple checks.  */
7168       (with { bool swap_p = tree_swap_operands_p (@0, @2);
7169               tree rhs_tree = wide_int_to_tree (sizetype, rhs); }
7170        (if (cmp == LT_EXPR)
7171         (gt (convert:sizetype
7172              (pointer_diff:ssizetype { swap_p ? @4 : @3; }
7173                                      { swap_p ? @0 : @2; }))
7174             { rhs_tree; })
7175         (gt (convert:sizetype
7176              (pointer_diff:ssizetype
7177               (pointer_plus { swap_p ? @2 : @0; }
7178                             { wide_int_to_tree (sizetype, off); })
7179               { swap_p ? @0 : @2; }))
7180             { rhs_tree; })))))))))
7182 /* Fold REDUC (@0 & @1) -> @0[I] & @1[I] if element I is the only nonzero
7183    element of @1.  */
7184 (for reduc (IFN_REDUC_PLUS IFN_REDUC_IOR IFN_REDUC_XOR)
7185  (simplify (reduc (view_convert? (bit_and @0 VECTOR_CST@1)))
7186   (with { int i = single_nonzero_element (@1); }
7187    (if (i >= 0)
7188     (with { tree elt = vector_cst_elt (@1, i);
7189             tree elt_type = TREE_TYPE (elt);
7190             unsigned int elt_bits = tree_to_uhwi (TYPE_SIZE (elt_type));
7191             tree size = bitsize_int (elt_bits);
7192             tree pos = bitsize_int (elt_bits * i); }
7193      (view_convert
7194       (bit_and:elt_type
7195        (BIT_FIELD_REF:elt_type @0 { size; } { pos; })
7196        { elt; })))))))
7198 (simplify
7199  (vec_perm @0 @1 VECTOR_CST@2)
7200  (with
7201   {
7202     tree op0 = @0, op1 = @1, op2 = @2;
7204     /* Build a vector of integers from the tree mask.  */
7205     vec_perm_builder builder;
7206     if (!tree_to_vec_perm_builder (&builder, op2))
7207       return NULL_TREE;
7209     /* Create a vec_perm_indices for the integer vector.  */
7210     poly_uint64 nelts = TYPE_VECTOR_SUBPARTS (type);
7211     bool single_arg = (op0 == op1);
7212     vec_perm_indices sel (builder, single_arg ? 1 : 2, nelts);
7213   }
7214   (if (sel.series_p (0, 1, 0, 1))
7215    { op0; }
7216    (if (sel.series_p (0, 1, nelts, 1))
7217     { op1; }
7218     (with
7219      {
7220        if (!single_arg)
7221          {
7222            if (sel.all_from_input_p (0))
7223              op1 = op0;
7224            else if (sel.all_from_input_p (1))
7225              {
7226                op0 = op1;
7227                sel.rotate_inputs (1);
7228              }
7229            else if (known_ge (poly_uint64 (sel[0]), nelts))
7230              {
7231                std::swap (op0, op1);
7232                sel.rotate_inputs (1);
7233              }
7234          }
7235        gassign *def;
7236        tree cop0 = op0, cop1 = op1;
7237        if (TREE_CODE (op0) == SSA_NAME
7238            && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op0)))
7239            && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
7240          cop0 = gimple_assign_rhs1 (def);
7241        if (TREE_CODE (op1) == SSA_NAME
7242            && (def = dyn_cast <gassign *> (SSA_NAME_DEF_STMT (op1)))
7243            && gimple_assign_rhs_code (def) == CONSTRUCTOR)
7244          cop1 = gimple_assign_rhs1 (def);
7246        tree t;
7247     }
7248     (if ((TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
7249           || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR)
7250          && (TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
7251              || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR)
7252          && (t = fold_vec_perm (type, cop0, cop1, sel)))
7253      { t; }
7254      (with
7255       {
7256         bool changed = (op0 == op1 && !single_arg);
7257         tree ins = NULL_TREE;
7258         unsigned at = 0;
7260         /* See if the permutation is performing a single element
7261            insert from a CONSTRUCTOR or constant and use a BIT_INSERT_EXPR
7262            in that case.  But only if the vector mode is supported,
7263            otherwise this is invalid GIMPLE.  */
7264         if (TYPE_MODE (type) != BLKmode
7265             && (TREE_CODE (cop0) == VECTOR_CST
7266                 || TREE_CODE (cop0) == CONSTRUCTOR
7267                 || TREE_CODE (cop1) == VECTOR_CST
7268                 || TREE_CODE (cop1) == CONSTRUCTOR))
7269           {
7270             bool insert_first_p = sel.series_p (1, 1, nelts + 1, 1);
7271             if (insert_first_p)
7272               {
7273                 /* After canonicalizing the first elt to come from the
7274                    first vector we only can insert the first elt from
7275                    the first vector.  */
7276                 at = 0;
7277                 if ((ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[0])))
7278                   op0 = op1;
7279               }
7280             /* The above can fail for two-element vectors which always
7281                appear to insert the first element, so try inserting
7282                into the second lane as well.  For more than two
7283                elements that's wasted time.  */
7284             if (!insert_first_p || (!ins && maybe_eq (nelts, 2u)))
7285               {
7286                 unsigned int encoded_nelts = sel.encoding ().encoded_nelts ();
7287                 for (at = 0; at < encoded_nelts; ++at)
7288                   if (maybe_ne (sel[at], at))
7289                     break;
7290                 if (at < encoded_nelts
7291                     && (known_eq (at + 1, nelts)
7292                         || sel.series_p (at + 1, 1, at + 1, 1)))
7293                   {
7294                     if (known_lt (poly_uint64 (sel[at]), nelts))
7295                       ins = fold_read_from_vector (cop0, sel[at]);
7296                     else
7297                       ins = fold_read_from_vector (cop1, sel[at] - nelts);
7298                   }
7299               }
7300           }
7302         /* Generate a canonical form of the selector.  */
7303         if (!ins && sel.encoding () != builder)
7304           {
7305             /* Some targets are deficient and fail to expand a single
7306                argument permutation while still allowing an equivalent
7307                2-argument version.  */
7308             tree oldop2 = op2;
7309             if (sel.ninputs () == 2
7310                || can_vec_perm_const_p (TYPE_MODE (type), sel, false))
7311               op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
7312             else
7313               {
7314                 vec_perm_indices sel2 (builder, 2, nelts);
7315                 if (can_vec_perm_const_p (TYPE_MODE (type), sel2, false))
7316                   op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel2);
7317                 else
7318                   /* Not directly supported with either encoding,
7319                      so use the preferred form.  */
7320                   op2 = vec_perm_indices_to_tree (TREE_TYPE (op2), sel);
7321               }
7322             if (!operand_equal_p (op2, oldop2, 0))
7323               changed = true;
7324           }
7325       }
7326       (if (ins)
7327        (bit_insert { op0; } { ins; }
7328          { bitsize_int (at * vector_element_bits (type)); })
7329        (if (changed)
7330         (vec_perm { op0; } { op1; } { op2; }))))))))))
7332 /* VEC_PERM_EXPR (v, v, mask) -> v where v contains same element.  */
7334 (match vec_same_elem_p
7335  @0
7336  (if (uniform_vector_p (@0))))
7338 (match vec_same_elem_p
7339  (vec_duplicate @0))
7341 (simplify
7342  (vec_perm vec_same_elem_p@0 @0 @1)
7343  @0)
7345 /* Match count trailing zeroes for simplify_count_trailing_zeroes in fwprop.
7346    The canonical form is array[((x & -x) * C) >> SHIFT] where C is a magic
7347    constant which when multiplied by a power of 2 contains a unique value
7348    in the top 5 or 6 bits.  This is then indexed into a table which maps it
7349    to the number of trailing zeroes.  */
7350 (match (ctz_table_index @1 @2 @3)
7351   (rshift (mult (bit_and:c (negate @1) @1) INTEGER_CST@2) INTEGER_CST@3))